paslanmaz çelikler

PASLANMAZ ÇELÝKLER

Can ODABAÞ

Temel Özellikleri

Kullaným Alanlarý

Kaynak Yöntemleri

2. Baský

Paslanmaz ÇeliklerTemel Özellikleri, Kullaným Alanlarý

Kaynak Yöntemleri , 2. Baský

Þubat, 2004

Can ODABAÞ

Makine Yüksek Mühendisi

Kitabýn tüm yayýn haklarý Kaynak Tekniði Sanayi ve Ticaret A.Þ.'ye aittir.

Yazýlý izin alýnmadan ve kaynak gösterilmeden kýsmen veya tamamen alýntý yapýlamaz,

hiçbir þekilde kopya edilemez, çoðaltýlamaz ve yayýnlanamaz.

1500 adet basýlmýþtýr.

Hazýrlayan

Birinci Baský

Ýkinci Baský

Grafik Tasarým

Film - Montaj

Baský - Cilt

: Can Odabaþ

: Mart 2002

: Þubat 2004

: Diacan Grafik

: Diacan Grafik

: Tavaslý Matbaasý

Kaynak Tekniði Sanayi ve Ticaret A.Þ.Yakacýkaltý, Ankara Asfaltý Üzeri, Yanyol, Mermer Sokak, No:16

34876 Kartal / ÝSTANBUL

Tel : (0216) 377 30 90 - pbx Faks : (0216) 377 00 00

www.askaynak.com.tr

Copyright Ó 2004

Ýstanbul Bölge Satýþ Bürosu

Rauf Orbay Caddesi

Evliya Çelebi Mahallesi, No:3/C

Ýçmeler, Tuzla / ÝSTANBUL

Tel : (0216) 395 84 50 - 395 56 77

Faks : (0216) 395 84 02

Ankara Bölge Satýþ Bürosu

Ostim Sanayii Sitesi

Ahi Evran Caddesi, No:83

06370 Ostim / ANKARA

Tel : (0312) 385 13 73 - pbx

Faks : (0312) 354 02 84

Adana Bölge Satýþ Bürosu

Kýzýlay Caddesi, Karasoku Mahallesi

6. Sokak, Baykan Ýþhaný, No:9/E

01010 ADANA

Tel : (0322) 359 59 67 - 359 60 45

Faks : (0322) 359 60 01

Ýzmir Bölge Satýþ Bürosu

Mersinli Mahallesi,1. Sanayii Sitesi

2822. Sokak, No:25

35120 ÝZMÝR

Tel : (0232) 449 90 35 - 449 01 64

Faks : (0232) 449 01 65

Önsöz

Bu kitap, paslanmaz çeliklerin kaynaðýnda kullanýlan çeþitli ark

kaynaðý yöntemlerinin incelenmesi ve bu yöntemler sýrasýnda

kullanýlan dolgu malzemelerinin doðru olarak seçilmesi için

gerekli olan bilgilerin verilmesi amacýyla hazýrlanmýþtýr.

Her bakýmdan uygun ve saðlýklý bir kaynak baðlantýsýnýn sadece

uygun bir dolgu malzemesinin seçimi ile gerçekleþtirilemeyeceði

unutulmamalýdýr. Paslanmaz çeliðin türü, ortamdan kaynaklanan

çalýþma þartlarý, parça kalýnlýðý, kaynak parametreleri ve

tasarýmdan kaynaklanan baðlantýnýn þekline baðlý olarak kaynak

iþleminden önce ya da sonra herhangi bir ýsýl iþlem uygulanýp

uygulanmayacaðý konularýnda gerekli olan çalýþmalar mutlaka

yapýlmalýdýr. Kitapta bu konulara da kýsaca deðinilmiþtir.

Bu kitap, kaynak ile ilgilenen ve kaynak konusunda belirli bir bilgi

düzeyine sahip teknik elemanlar için hazýrlanmýþ olup, konuya

yeni baþlayanlarýn da yararlanabileceði yardýmcý bir kaynak

niteliði taþýmaktadýr. Ancak okuyucularýn bu durumda temel

malzeme bilgilerine sahip olmalarý gerekmektedir.

Kitap dokuz bölümden oluþmakta ve son kýsýmda yeralan ekler

bölümünde okuyuculara yardýmcý olacaðýna inandýðým çeþitli

tablolar ve örnek uygulamalar yeralmaktadýr.

Kaynak Tekniði Sanayi ve Ticaret A.Þ. Genel Müdürü Sayýn B.

Ýlkay Bayram'ýn isabetli kararý ve desteði ile hazýrlanan bu

kitabýn, paslanmaz çeliklerin kaynaðý konusuna ilgi duyanlara

yararlý olmasýný diler, kendisine teþekkür ederim.

Can ODABAÞ Kozyataðý, 23 Mart 2002

ÝÇÝNDEKÝLER

PASLANMAZ ÇELÝK TÜRLERÝ

1.1. Ferrit Oluþturan Elementler

1.2. Östenit Oluþturan Elementler

1.3. Nötr Elementler

PASLANMAZ ÇELÝKLERÝN KAYNAK

KABÝLÝYETÝ

2.1. Ferritik Paslanmaz Çelikler

2.2. Martenzitik Paslanmaz Çelikler

2.3. Östenitik Paslanmaz Çelikler

2.3.1. Krom Karbür Oluþumu

2.3.2. Sýcak Çatlak Oluþumu

2.3.3. Sigma Fazý Oluþumu

2.4. Çökelme Yoluyla Sertleþebilen Paslanmaz Çelikler

2.5. Çift Fazlý (Dupleks) Paslanmaz Çelikler

FÝZÝKSEL ÖZELLÝKLER

MEKANÝK ÖZELLÝKLER

PASLANMAZ ÇELÝK TÜRÜNÜN SEÇÝMÝ

PASLANMAZ ÇELÝKLER ÝÇÝN KAYNAK AÐIZI

TASARIMLARI

DOLGU METALÝNÝN SEÇÝMÝ

KAYNAK YÖNTEMÝNÝN SEÇÝMÝ

8.1. Örtülü Elektrod Ark Kaynaðý

8.2. Gazaltý (MIG) Kaynaðý

8.3. Özlü Tel Ark Kaynaðý

8.4. TIG Kaynaðý

8.5. Tozaltý Kaynaðý

BÖLÜM 1.0

BÖLÜM 3.0

BÖLÜM 4.0

BÖLÜM 5.0

BÖLÜM 6.0

BÖLÜM 7.0

BÖLÜM 8.0

BÖLÜM 2.0

1

2

2

2

3

3

3

5

7

8

10

13

14

15

17

21

25

27

33

33

34

35

35

35

PASLANMAZ ÇELÝKLER ÝÇÝN

KAYNAK YÖNTEMLERÝ

9.1. Örtülü Elektrod ile Ark Kaynaðý Yöntemi

9.2. Gazaltý (MIG) Kaynaðý Yöntemi

9.3. TIG Kaynaðý Yöntemi

9.4. Tozaltý Kaynaðý Yöntemi

EKLER

EK-1. Çevrim Tablolarý

EK-2. Yüksek Sýcaklýða Dayanýklý Paslanmaz

Çeliklerin Ark Kaynaðýnda Kullanýlan Örtülü

Kaynak Elektrodlarýnýn EN 1600 Normuna

Göre Sýnýflandýrýlmasý

EK-3. Östenitik Paslanmaz Çelikler (AISI)

EK-4. Ferritik Paslanmaz Çelikler (AISI)

EK-5. Martenzitik Paslanmaz Çelikler (AISI)

EK-6. Schaeffler ve Delong Diyagramlarý

EK-7. Ferritik Dokunun Hesaplama Yoluyla

Belirlenmesi

EK-8. Farklý Metallerin Kaynaðýnda Schaeffler

Diyagramý Kullanýmý

KAYNAKTA SAÐLIK ve GÜVENLÝK

AYRINTILI BÝLGÝ ALINABÝLECEK

YARDIMCI KAYNAKLAR

YARARLANILAN KAYNAKLAR

BÖLÜM 9.0 37

37

43

47

50

55

57

58

59

60

61

62-63

64

68

74

75

77

BÖLÜM 1.0

PASLANMAZ ÇELÝK

TÜRLERÝ

Paslanmaz çelikler; içerisinde en az % 10,5 oranýnda

(aðýrlýkça) krom (Cr) içeren demir esaslý alaþýmlar

olarak tanýmlanýrlar (Þekil-1). Paslanmaz çeliðin

yüzeyinde oluþan ince fakat yoðun kromoksit tabakasý

korozyona karþý yüksek dayaným saðlar ve oksidasyo-

nun daha derine doðru ilerlemesini engeller. Ýçerdikleri

diðer katký elementlerine göre deðiþen ve tamamen

östenitik ile tamamen ferritik özellikler aralýðýnda

sýralanan beþ farklý çeþit paslanmaz çelik türü vardýr.

B ö l ü m 1 . 0 - P a s l a n m a z Ç e l i k T ü r l e r i

1

Bunlar sýrasý ile ;

1 - Östenitik Paslanmaz Çelikler

2 - Ferritik Paslanmaz Çelikler

3 - Martenzitik Paslanmaz Çelikler

4 - Çift Fazlý (Dupleks) Paslanmaz Çelikler

5 - Çökelme Yoluyla Sertleþebilen Paslanmaz

Çelikler'dir.

Östenitik paslanmaz çelikler 200 ve 300 serilerini

içerirler ve 304 bunlarýn içinde en yoðun olarak

kullanýlanýdýr. Temel alaþým elementi krom ve nikeldir.

Ferritik paslanmaz çelikler sertleþtirilemeyen Fe-Cr

alaþýmlarýdýr. 405, 409, 430, 422 ve 446 bu grupta

yeralan en tipik ürünlerdir. Martenzitik paslanmaz

çelikler ferritik gruptaki paslanmaz çeliklerle benzer

kimyasal analize sahiptirler ancak daha yüksek oranda

karbon ve daha düþük oranda krom içerirler. Bu

nedenle ýsýl iþlemle sertleþtirilebilirler. 403, 410, 416

ve 420 bu grupta yeralan en tipik ürünlerdir. Çift fazlý

paslanmaz çelikler hemen hemen eþit miktarda östenit

ve ferrit içeren bir mikroyapýnýn oluþturulmasý ile elde

edilirler. Bu çelikler tam olarak % 24 krom ve % 5 nikel

içerirler. Numaralama sistemi 200, 300 veya 400 ile

tanýmlanan gruplarýn hiç birisine girmez. Çökelme

yoluyla sertleþebilen paslanmaz çelikler alüminyum

gibi katý çözeltiye girme ve yaþlandýrma (çökeltme) ýsýl

iþlemi ile çeliðe sertleþebilme olanaðý saðlayan alaþým

elementleri içerirler. Bu çelikler ayrýca; martenzitik,

yarý östenitik ve östenitik tip çökelme yoluyla

sertleþebilen paslanmaz çelikler olmak üzere alt

gruplara ayrýlýrlar.

KOROZYON DAYANIMI

% 10.5 KROM

Þekil-1

2

Paslanmaz çeliklerdeki alaþým elementleri ferrit

oluþturucu ve östenit oluþturucu olmak üzere iki gruba

ayrýlmakta olup aþaðýda detaylý olarak ele alýnmýþtýr.

1.1

FERRÝT OLUÞTURAN ELEMENTLER

Krom - Ferrit oluþumunda etkili olur. Oksidas-

yon ve korozyon dayanýmýný yükseltir.

Molibden - Ferrit oluþumunda etkili olur. Yüksek

sýcaklýklardaki dayanýmý arttýrýr ve redükleyici

ortamlarda korozyona karþý dayaným saðlar.

Niobyum, Titanyum - Tanelerarasý korozyon hassa-

siyetini azaltmak amacýyla, karbonla birleþerek

karbür oluþturmasý amacýyla yapýya eklenir. Tane

küçültücü etkisi vardýr. Ferrit oluþumuna katkýda

bulunur. Sürünme dayanýmý saðlar, ancak sürünme

sünekliðini azaltýr.

B ö l ü m 1 . 0 - P a s l a n m a z Ç e l i k T ü r l e r i

Fosfor, Kükürt, Selenyum - Ýþlenebilme kabiliyetini

yükseltir. Ancak kaynak sýrasýnda sýcak çatlak

oluþmasýna neden olur. Korozyon direncini bir

miktar azaltýr. TIG kaynaðý yönteminde nüfuziyeti

arttýrýr.

1.2

ÖSTENÝT OLUÞTURAN ELEMENTLER

Karbon - Östenit oluþumuna kuvvetli etkide

bulunur. Krom ile birlikte tanelerarasý korozyonda

baþrol oynayan karbürlerin oluþumuna neden olur.

Nikel - Östenit oluþumuna etkide bulunur.

Yüksek sýcaklýktaki direnci, korozyona karþý

dayanýmý ve sünekliði arttýrýr.

Azot - Östenit oluþumuna çok kuvvetli etkide

bulunur. Bu konuda çoðu zaman nikel kadar

etkilidir. Özellikle krayojenik sýcaklýklardaki

mukavemet deðerlerini yükseltir.

Bakýr - Paslanmaz çeliklere, bazý ortamlardaki

korozyon dayanýmlarýný arttýrmak amacýyla katýlýr.

Gerilmeli korozyon çatlamasýna karþý hassasiyeti

azaltýr ve yaþlanma yoluyla sertleþmeyi teþvik eder.

1.3

NÖTR ELEMENTLER

Mangan - Oda sýcaklýðýnda ve oda sýcaklýðýna

yakýn sýcaklýklarda östenitin stabil (kararlý)

olmasýný saðlar. Ancak yüksek sýcaklýklarda ferrit

oluþturur. Manganez sülfat oluþturur.

Silisyum - Tufallenmeye karþý dayanýmý yükseltir.

Yapýda % 1'den daha fazla olmasý durumunda ferrit

ve sigma oluþumuna etki eder. Her tür paslanmaz

çeliðe oksit giderme amacýyla düþük oranda eklenir.

Akýþkanlýðý arttýrýr ve kaynak metalinin ana metali

daha iyi ýslatmasýný saðlar.

BÖLÜM 2.0

PASLANMAZ

ÇELÝKLERÝN KAYNAK

KABÝLÝYETÝ

Paslanmaz çeliklerin büyük bir bölümünün kaynak

kabiliyeti yüksektir ve ark kaynaðý, direnç kaynaðý,

elektron ve lazer bombardýman kaynaklarý, sürtünme

kaynaðý ve sert lehimleme gibi çeþitli kaynak

yöntemleri ile kaynak edilebilirler. Bu yöntemlerin

hemen hemen hepsinde birleþtirilecek yüzeylerin ve

dolgu metalinin temiz olmasý gerekmektedir.

Östenitik tip paslanmaz çeliklerin ýsýl genleþme

katsayýsý karbon çeliklerinkinden % 50 daha yüksektir

ve çarpýlmalarý en aza indirmek için bu özelliðe dikkat

edilmelidir. Östenitik paslanmaz çeliklerin sahip

olduðu düþük ýsý ve elektrik iletkenliði kaynak

açýsýndan genellikle yararlýdýr. Kaynak sýrasýnda düþük

ýsý girdisi ile çalýþýlmasý önerilir. Çünkü oluþan ýsý,

baðlantý bölgesinden, karbon çeliklerinde olduðu kadar

hýzlý bir þekilde uzaklaþamaz. Malzemenin direnci

yüksek olduðu için direnç kaynaðýnda, düþük akým

deðerleri ile çalýþýlabilir. Özel kaynak yöntemleri

gerektiren paslanmaz çelikler ilerideki bölümlerde ele

alýnacaktýr.

2.1

FERRÝTÝK PASLANMAZ ÇELÝKLER

Ferritik paslanmaz çelikler % 11.5-30.5 Cr, % 0.20'ye

kadar C ve düþük miktarda Al, Nb, Ti ve Mo gibi ferrit

dengeleyici elementler içerir. Bunlar her sýcaklýkta

ferritik yapýdadýrlar ve bu nedenle östenit oluþtur-

mazlar ve ýsýl iþlemle sertleþtirilemezler. Bu grupta

yeralan ürünlerin baþýnda 405, 409, 430, 442 ve 446

gelmektedir. Tablo I'de, bütün standart ve bazý standart

dýþý ferritik paslanmaz çeliklerin nominal kimyasal

analiz deðerleri listelenmiþtir. Bu çeliklerin en

karakteristik özelliði; kaynakta ve ýsý etkisi altýndaki

bölgede oluþan ve kaynak dikiþinin tokluðunda düþüþe

neden olan tane büyümesidir.

Ferritik paslanmaz çeliklerin kaynaðýnda seçilen dolgu

metalindeki Cr içeriðinin ana metaldeki ile ayný ya da

ona yakýn olmasýnda yarar vardýr. 409 türü kaynak

malzemeleri dolu tel olarak, 430 türü kaynak

malzemeleri ise her formda üretilirler. Östenitik tip 309

ve 312 türü kaynak malzemeleri özellikle benzemez

metallerin kaynaklý baðlantýlarýnda kullanýlýr. Tane

büyümesini en aza indirmek için kaynak dikiþindeki ýsý

girdisi düþük olmalý ve ön ýsýtma 300-450°C arasýnda

sýnýrlý tutulmalý, hatta sadece yararlý ise uygulan-

malýdýr. Yüksek alaþýmlý ferritik paslanmaz çeliklerin

büyük çoðunluðu sadece levha ve boru þeklinde üretilir

ve genellikle dolgu metali kullanýlmadan TIG (GTA)

yöntemi ile kaynak edilirler.

2.2

MARTENZÝTÝK PASLANMAZ ÇELÝKLER

Martensitik paslanmaz çelikler % 11-18 Cr, % 1.2'ye

kadar C ve düþük miktarlarda Mn ve Ni içerir. Bu

çelikler tavlanarak östenit oluþtururlar ve oluþan

östenitin soðutma sýrasýnda martensite dönüþtürül-

3

Bölüm 2 .0 - Pas lanm az Çe l i k l e r in Kaynak Kab i l i y e t i

mesiyle sertleþtirilebilirler. Bu grupta 403, 410, 414,

416, 420, 422, 431 ve 440 türü malzemeler vardýr.

Standart ve bazý standart dýþý martenzitik paslanmaz

çelikler Tablo II'de yeralmaktadýr. Soðuma sýrasýnda

sert ve kýrýlgan martenzitik yapý oluþtuðunda kaynak

dikiþinde çatlama eðilimi görülür. Seçilen dolgu

metalinin krom ve karbon içeriðinin ana malzeme-

ninkine yakýn olmasýnda yarar vardýr. 410 türü dolgu

malzemeleri örtülü elektrod, dolu tel ve özlü tel olarak

üretilirler ve 402, 410, 414 ve 420 türü çeliklerin

kaynaðýnda kullanýlabilirler. 420 türü çeliklerin

içerdiði karbon oranýný yakalamak eðer teknik açýdan

yararlý görülüyorsa, dolu tel veya özlü tel olarak 420

kalite dolgu malzemelerinin kullanýlmasýnda yarar

vardýr. 308, 309 ve 310 türü östenitik dolgu malze-

meleri martenzitik paslanmaz çeliklerin birbirleriyle

veya diðer çeliklerle olan kaynaklý birleþtirmelerinde,

dikiþin kaynak edildikten sonraki þartlarda yüksek

tokluða sahip olmasý gereken durumlarda kullanýlýr.

Martenzitik paslanmaz çeliklerin çoðunda ön tav

sýcaklýðýnýn ve pasolararasý sýcaklýðýn 205-315°C

arasýnda tutulmasý önerilir. % 0.2'nin üzerinde karbon

içeren martenzitik tip paslanmaz çeliklere, kaynak

405

409

429

430

430F**

430FSe**

430Ti

434

436

442

444

446

18-2FM**

18SR

26-1

(E-Brite)

26-1Ti

29-4

29-4-2

Monit

Sea-cure/

Sc-1

S40500

S40900

S42900

S43000

S43020

S43023

S43036

S43400

S43600

S44200

S44400

S44600

S18200

S44625

S44626

S44700

S44800

S44635

S44660

0.08

0.08

0.12

0.12

0.12

0.12

0.10

0.12

0.12

0.20

0.025

0.20

0.08

0.04

0.01

0.06

0.01

0.01

0.25

0.025

0.10-0.30 Al

min 6 x % C - Ti

0.06 Mo

min 0.15 Se

min 5 x % C - Ti

0.75-1.25 Mo

0.75-1.25 Mo

min 5 x % C - Nb+Ta

1.75-2.5 Mo ; 0.035 N

0.2 + 4 (% C+% N)

- Ti+Nb

0.25 N

2.0 Al ; 0.4 Ti

0.75-1.5 Mo ; 0.015 N

0.2 Cu ; 0.5 - Ni+Cu

0.75-1.5 Mo ; 0.04 N

0.2 Cu ; 0.2-1.0 Ti

3.5-4.2 Mo

3.5-4.2 Mo

3.5-4.5 Mo

0.3-0.6 Ti+Nb

2.5-3.5 Mo

0.2 + 4 (% C + % N)

- Ti+Cb

1.00

1.00

1.00

1.00

1.25

1.25

1.00

1.00

1.00

1.00

1.00

1.50

2.50

0.30

0.40

0.75

0.30

0.30

1.00

1.00

1.00

1.00

1.00

1.00

1.00

1.00

1.00

1.00

1.00

1.00

1.00

1.00

1.00

1.00

0.40

0.75

0.20

0.20

0.75

0.75

11.5-14.5

10.5-11.75

14.0-16.0

16.0-18.0

16.0-18.0

16.0-18.0

16.0-19.5

16.0-18.0

16.0-18.0

18.0-23.0

17.5-19.5

23.0-27.0

17.5-19.5

18.0

25.0-27.5

25.0-27.0

28.0-30.0

28.0-30.0

24.5-26.0

25.0-27.0

0.75

1.00

0.50

0.50

0.15

2.0-2.5

3.5-4.5

1.5-3.5

0.04

0.045

0.04

0.04

0.06

0.06

0.04

0.04

0.04

0.04

0.04

0.04

0.04

0.02

0.04

0.025

0.025

0.04

0.04

0.03

0.045

0.03

0.03

0.15 min.

0.06

0.03

0.03

0.03

0.03

0.03

0.03

0.15 min.

0.02

0.02

0.02

0.02

0.03

0.03

*) Tek deðerler maksimum deðerlerdir * *) Genel olarak kaynak edilemeyen ürünler olarak kabul edilirler (ASM Metals Handbook, 9. Baský, Cilt 3)

Türü UNSNumarasý Diðer

C Mn Si Cr Ni P S

Kimyasal Analiz Deðerleri (%) *

TABLO I - Ferritik Paslanmaz Çeliklerin Nominal Kimyasal Analiz Deðerleri

4

Bölü m 2 .0 - Pas la nm az Ç e l i k l e r in Kaynak Kab i l i y e t i

dikiþinin sünekliðini ve tokluðunu arttýrmak amacýyla

kaynak sonrasýnda genellikle ýsýl iþlem uygulanmalýdýr.

2.3

ÖSTENÝTÝK PASLANMAZ ÇELÝKLER

Östenitik paslanmaz çelikler % 16-26 Cr, % 10-24

Ni+Mn, % 0.40'a kadar C ve düþük miktarda Mo, Ti,

Nb ve Ta gibi diðer alaþým elementlerini içerir. Cr ve

Ni+Mn oranlarý arasýndaki denge, % 90-100 östenitten

oluþan bir mikro yapýnýn elde edilebileceði þekilde

oluþturulmuþtur. Bu alaþýmlar, geniþ bir sýcaklýk

aralýðýnda sahip olduklarý yüksek tokluk ve yüksek

dayaným deðerleri ile ön plana çýkarlar ve 540°C'a

kadarki sýcaklýklarda oksidasyona karþý dayaným

gösterirler. Bu grupta yeralan malzemelerin baþýnda

302, 304, 310, 316, 321 ve 347 gelmektedir.

Tablo III'de, yukarýda belirtilen ve bunlarýn dýþýnda

kalan diðer östenitik paslanmaz çeliklerin nominal

kimyasal analiz deðerleri yeralmaktadýr. Bu çelikler

için geliþtirilen dolgu malzemeleri genellikle ana metal

ile benzer yapýdadýr. Ancak birçok alaþým için, sýcak

çatlak oluþumunu engellemek amacýyla, düþük

miktarda ferrit içeren bir mikro yapýnýn oluþmasýna

olanak saðlayan dolgu malzemeleri kullanýlýr (Bu konu

daha detaylý olarak ilerideki bölümlerde ele alýna-

caktýr). Bu þartý gerçekleþtirebilmek için 308 türü dolgu

malzemeleri 302 türü çeliklerin, 304 ve 347 türü dolgu

malzemeleri ise 321 türü çeliklerin kaynaðýnda

kullanýlýr. Diðer çelik türleri ise kendilerine benzer

yapýdaki dolgu malzemeleri ile kaynak edilebilirler.

347 türü çelikler 308H türü dolgu malzemeleri ile de

kaynak edilebilir. Bu türdeki dolgu malzemeleri örtülü

elektrod, dolu tel ve özlü tel olarak üretilir. 321 türü

dolgu malzemeleri ise sýnýrlý olarak, sadece dolu tel ve

özlü tel olarak üretilmektedir.

Östenitik paslanmaz çeliklerin kaynaðýnda baþlýca üç

kaynak problemi ile karþýlaþýlýr. Bunlar sýrasý ile;

(1) ýsýnýn etkisi altýnda kalan bölgede "Krom Karbür"

oluþmasý sonucu meydana gelen hassas yapý,

(2) kaynak dikiþinde görülen "Sýcak Çatlak" oluþumu

ve (3) yüksek çalýþma sýcaklýklarýnda karþýlaþýlan

"Sigma Fazý" oluþumu riskleridir.

5


403

410

410Nb

410S

414

414L

416

416Se**

416 Plus X**

420

420F**

422

431

440A

440B

440C

S40300

S41000

S41040

S41008

S41400

S41600

S41623

S41610

S42000

S42020

S42200

S43100

S44002

S44003

S44004

0.15

0.15

0.18

0.08

0.15

0.06

0.15

0.15

0.15

min. 0.15

min. 0.15

0.20-0.25

0.20

0.60-0.75

0.75-0.95

0.95-1.20

0.05-0.30 Nb

0.5 Mo ; 0.03 Al

0.6 Mo

min 0.15 Se

0.6 Mo

0.6 Mo

0.75-1.25 Mo

0.75-1.25 W

0.15-0.30 V

0.75 Mo

0.75 Mo

0.75 Mo

1.00

1.00

1.00

1.00

1.00

0.50

1.25

1.25

1.5-2.5

1.00

1.25

1.00

1.00

1.00

1.00

1.00

0.50

1.00

1.00

1.00

1.00

0.15

1.00

1.00

1.00

1.00

1.00

0.75

1.00

1.00

1.00

1.00

11.5-13.0

11.5-13.0

11.5-13.5

11.5-13.5

11.5-13.5

12.5-13.0

12.0-14.0

12.0-14.0

12.0-14.0

12.0-14.0

12.0-14.0

11.0-13.0

15.0-17.0

16.0-18.0

16.0-18.0

16.0-18.0

0.6

1.25-2.50

2.5-3.0

0.5-1.0

1.25-2.50

0.04

0.04

0.04

0.04

0.04

0.04

0.04

0.06

0.06

0.04

0.06

0.025

0.04

0.04

0.04

0.04

0.03

0.03

0.03

0.03

0.03

0.03

0.03

0.06

min 0.15

0.03

min 0.15

0.025

0.03

0.03

0.03

0.03



C Mn Si Cr Ni P S


TABLO II - Martenzitik Paslanmaz Çeliklerin Nominal Kimyasal Analiz Deðerleri

201

202

205

216

301

302

302B

303**

303Se**

304

304H

304L

304LN

304N

304HN

305

308

308L

309

309S

309S Nb

309 Nb+Ta

310

310S

312

314

316

316F**

316H

316L

316LN

316N

317

317L

317M

321

321H

329

330

330HC

332

347

347H

348

348H

S20100

S20200

S20500

S21600

S30100

S30200

S30215

S30300

S30323

S30400

S30409

S30403

S30430

S30451

S30452

S30500

S30800

S30900

S30908

S30940

S31000

S31008

S31400

S31600

S31620

S31609

S31603

S31651

S31700

S31703

S32100

S32109

S32900

N08330

S34700

S34709

S34800

S34809

0.15

0.15

0.12-0.25

0.08

0.15

0.15

0.15

0.15

0.15

0.08

0.04-0.10

0.03

0.03

0.08

0.08

0.04-0.10

0.12

0.08

0.03

0.20

0.08

0.08

0.08

0.25

0.08

0.15

0.25

0.08

0.08

0.04-0.10

0.03

0.03

0.08

0.08

0.03

0.03

0.08

0.04-0.10

0.10

0.08

0.40

0.04

0.08

0.04-0.10

0.08

0.04-0.10

0.25 N

0.25 N

0.32-0.40 N

2.0-3.0 Mo ; 0.25-0.5 N

0.06 Mo

min 0.15 Se

0.10-0.15 N

3.0-4.0 Cu

0.10-0.16 N

0.10-0.16 N

8 x % C - Nb

8 x % C - Nb+Ta

2.0-3.0 Mo

1.75-2.5 Mo

2.0-3.0 Mo

2.0-3.0 Mo

2.0-3.0 Mo ; 0.10-0.30 N

2.0-3.0 Mo ; 0.10-0.16 N

3.0-4.0 Mo

3.0-4.0 Mo

4.0-5.0 Mo

min 5 x % C - Ti

min 5 x % C - Ti

1.0-2.0 Mo

min 10 x % C - Nb+Ta

min 10 x % C - Nb+Ta0.2 Cu ; min 10 % C - Nb+Ta

0.2 Cu ; min 10 % C - Nb+Ta

5.5-7.5

7.5-10.0

14.0-15.5

7.5-9.0

2.00

2.00

2.00

2.00

2.00

2.00

2.00

2.00

2.00

2.00

2.00

2.00

2.00

2.00

2.00

2.00

2.00

2.00

2.00

2.00

2.00

2.00

2.00

2.00

2.00

2.00

2.00

2.00

2.00

2.00

2.00

2.00

2.00

2.00

2.00

2.00

1.50

1.00

2.00

2.00

2.00

2.00

1.00

1.00

1.00

1.00

1.00

1.00

2.0-3.0

1.00

1.00

1.00

1.00

1.00

1.00

1.00

1.00

1.00

1.00

1.00

1.00

1.00

1.00

1.00

1.00

1.50

1.50

1.00

1.5-3.0

1.00

1.00

1.00

1.00

1.00

1.00

1.00

1.00

1.00

1.00

1.00

1.00

0.75-1.50

1.25

0.50

1.00

1.00

1.00

1.00

16.0-18.0

17.0-19.0

16.5-18.0

17.5-22.0

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

18.0-20.0

18.0-20.0

17.0-19.0

18.0-20.0

18.0-20.0

17.0-19.0

19.0-21.0

19.0-21.0

22.0-24.0

22.0-24.0

22.0-24.0

22.0-24.0

24.0-26.0

24.0-26.0

30.0 nom.

23.0-18.0

16.0-18.0

16.0-18.0

16.0-18.0

16.0-18.0

16.0-18.0

16.0-18.0

18.0-20.0

18.0-20.0

18.0-20.0

17.0-19.0

17.0-19.0

25.0-30.0

17.0-20.0

19.0 nom.

21.5 nom.

17.0-19.0

17.0-19.0

17.0-19.0

17.0-19.0

3.5-5.5

4.0-6.0

1.0-1.75

5.0-7.0

6.0-8.0

8.0-10.0

8.0-10.0

8.0-10.0

8.0-10.0

8.0-10.5

8.0-10.5

8.0-12.0

8.0-10.5

8.0-10.0

8.0-10.5

8.0-10.5

10.5-13.0

10.0-12.0

10.0-12.0

12.0-15.0

12.0-15.0

12.0-15.0

12.0-15.0

19.0-22.0

19.0-22.0

9.0 nom.

19.0-22.0

10.0-14.0

10.0-14.0

10.0-14.0

10.0-14.0

10.0-14.0

10.0-14.0

11.0-15.0

11.0-15.0

12.0-16.0

9.0-12.0

9.0-12.0

3.0-6.0

34.0-37.0

35.0 nom.

32.0 nom.

9.0-13.0

9.0-13.0

9.0-13.0

9.0-13.0

0.06

0.06

0.06

0.045

0.045

0.045

0.045

0.20

0.20

0.045

0.045

0.045

0.045

0.045

0.045

0.045

0.045

0.045

0.045

0.045

0.045

0.045

0.045

0.045

0.045

0.045

0.045

0.045

0.20

0.045

0.045

0.045

0.045

0.045

0.045

0.045

0.045

0.045

0.045

0.040

0.045

0.045

0.045

0.045

0.045

0.03

0.03

0.03

0.03

0.03

0.03

0.03

min. 0.15

0.06

0.03

0.03

0.03

0.03

0.03

0.03

0.03

0.03

0.03

0.03

0.03

0.03

0.03

0.03

0.03

0.03

0.03

0.03

0.03

min. 0.10

0.03

0.03

0.03

0.03

0.03

0.03

0.03

0.03

0.03

0.03

0.03

0.03

0.03

0.03

0.03

0.03


C Mn Si Cr Ni P S


TABLO III - Östenitik Paslanmaz Çeliklerin Nominal Kimyasal Analiz Deðerleri

6


7

2.3.1

KROM KARBÜR OLUÞUMU

Isýnýn etkisi altýnda kalan bölgenin 427-871°C sýcak-

lýða kadar ýsýnan bölümünde yeralan tane sýnýrlarýnda

çökelen ve taneler arasý korozyonu hýzlandýran krom

karbürler burada "Hassas Yapý" oluþmasýna neden

olurlar (Þekil-2 ve 3). Bu oluþum sýrasýnda bir miktar

krom çözeltiden tane sýnýrlarýna doðru yer deðiþtirir ve

bunun sonucunda bu bölgesel alanlarda krom

miktarýnda azalma olacaðý için korozyon dayanýmý

düþer (Þekil-4).

Þekil-2 Kromun Yer Deðiþtirerek

Krom Karbür Oluþturmasý

Þekil-3 18 Cr / 8 Ni (0.10 C)'lu Paslanmaz Çeliðin Tane Sýnýrlarýnda Oluþan Karbür Çökelmesi (x 1200)


384

Nitronic 32

Nitronic 33

Nitronic 40

Nitronic 50

Nitronic 60

S38400

S24100

S24000

S21900

S20910

S21800

0.08

0.10

0.06

0.08

0.06

0.10

0.35 N

0.30 N

0.15-0.40 N

1.5-3.0 Mo ; 0.2-0.4 N

0.1-0.3 Nb ; 0.1-0.3 V

2.00

12.0

13.0

8.0-10.0

4.0-6.0

7.0-9.0

1.00

0.50

0.50

1.00

1.00

3.50-4.50

15.0-17.0

18.0

18.0

18.0-20.0

20.5-23.5

16.0-18.0

17.0-19.0

1.6

3.0

5.0-7.0

11.5-13.5

8.0-9.0

0.045

0.06

0.04

0.04

0.03

0.03

0.03

0.03


C Mn Si Cr Ni P S


TABLO III - Östenitik Paslanmaz Çeliklerin Nominal Kimyasal Analiz Deðerleri - devam


Bu sorun, kromla birleþerek krom karbür oluþmasýna

neden olan karbonun yapýda düþük seviyelerde

tutulduðu düþük karbonlu (L tipi) ana metallerin ve

dolgu metallerinin kullanýlmasýyla önlenebilir. Bunun

yanýnda kaynak iþleminin öntav uygulanmadan

yapýlmasý, ýsý girdisinin düþük seviyede tutulmasýna

özen gösterilmesi ve bakýr altlýk kullanýlarak hýzlý

soðuma saðlanmasý hassas sýcaklýk aralýðýnda kalma

süresinin kýsa tutulmasý açýsýndan oldukça yararlýdýr.

Diðer bir yöntem, stabilize edilmiþ olan paslanmaz

çelik ana malzemelerin ve dolgu metallerinin kulla-

nýlmasýdýr. Bu sayede stabilizatör görevi gören alaþým

elementleri karbon ile reaksiyona girecek ve krom

miktarýnýn azalmadan yapýda kalmasý saðlana-

caðýndan korozyon dayanýmýnda herhangi bir düþüþ ile

karþýlaþýlmayacaktýr (Þekil-5). 321 kalite paslanmaz

çelikler stabilizatör olarak titanyum (Ti) içerirken 347

türü paslanmaz çelikler niobyum (Nb+Ta) ile stabilize

edilmiþlerdir. Her iki element de kromdan daha güçlü

karbür oluþturma özelliðine sahiptir.

Bunlarýn dýþýnda kalan bazý ýsýl iþlem yöntemleri pahalý

olmalarý, pratik olmamalarý ve parçalarda çarpýlmalara

yol açmalarý nedeniyle pek tercih edilmezler.

2.3.2

SICAK ÇATLAK OLUÞUMU

Sýcak çatlamanýn temel nedeni; kükürt (S) ve fosfor (P)

gibi elementlerin oluþturduðu ve tane sýnýrlarýnda

toplanma eðilimi yüksek olan düþük erime sýcaklýðýna

sahip metalik bileþimlerdir. Bu bileþimler, eðer kaynak

dikiþinde veya ýsýnýn etkisi altýnda kalan bölgede

bulunuyorsa, tane sýnýrlarýna doðru yayýlýrlar ve

kaynak dikiþi soðurken ve çekme gerilmeleri oluþ-

tuðunda çatlamaya neden olurlar.

Þekil-4 Krom Karbür Çökelmesi Sonucu Hassas

Bölgede Oluþan Korozyon

8

Þekil-5 Niobyum Stabilizasyonu


427°C'ýnAltýndaki

Bölge427-871°C

Arasýndaki Hassas Bölge

871°C'ýnÜstündeki

Bölge

Korozyona UðrayanBölge

Kaynak Dikiþi

Sýcak çatlak oluþumu, dolgu metalinin ve ana metalin

kimyasal analizinin östenitik matriksde düþük

miktarda ferrit içeren bir mikro yapý elde edilecek

þekilde ayarlanmasýyla önlenebilir. Ferrit, kükürt ve

fosfor bileþimlerini kontrol altýnda tutabilen ve ferritik-

östenitik yapýya sahip olan tane sýnýrlarý oluþturarak

sýcak çatlak oluþumunu engeller. Bu sorun "S" ve "P"

miktarlarýnýn çok düþük seviyelerde tutulmasý ile de

giderilebilir, ancak bu durumda, çeliklerin üretim

maliyetleri belirgin bir þekilde artacaktýr.

Sýcak çatlama riskine karþý dayaným elde edebilmek

için yapýdaki ferrit miktarýnýn en az % 4 olmasý öneril-

mektedir. Ferritin varlýðý AWS A4.2'ye göre kalibre

edilen manyetik ölçüm aletleriyle saðlýklý bir þekilde

belirlenebilir. Bunun dýþýnda; dolgu malzemesinin ve

ana metalin kimyasal analizi biliniyorsa, çeþitli

diyagramlar kullanýlarak da bir tahminde bulunmak

mümkündür. Bu diyagramlardan en bilineni ve en eski

olaný 1948 yýlýnda SCHAEFFLER tarafýndan geliþ-

tirilen "Schaeffler Diyagramý"dýr. Bu diyagramda Cr

eþdeðeri yatay eksende, Ni eþdeðeri ise dikey eksende

yeralmaktadýr.

Schaeffler Diyagramý çok uzun yýllar kullanýlmasýna

karþýn, azotun (N) etkisini hesaba katmamasý ve

diyagramdan elde edilen verilerin, konusunda bilgili

birkaç ölçüm uzmaný tarafýndan belirlenen ferrit

yüzdeleri ile farklýlýklar göstermesi nedeniyle günü-

müzde etkinliðini kaybetmiþtir.

1973 WCR-DeLong Diyagramý'ný Schaeffler Diyag-

ramý'ndan ayýran en önemli özellik nikel eþdeðeri

hesaplanýrken yapýdaki azot (N) miktarýnýn da

gözönüne alýnmasý ve sonucun ferrit yüzdesine ek

olarak "FN - Ferrit Numarasý" ile belirtilmesidir.

(Cr) = % Cr + % Mo + 1.5 % Si + 0.5 % Nbeþ

(Ni) = % Ni + 30 % C + 0.5 % Mneþ

9

Þekil-6 Katýlaþma Faz Sýnýrlarýný da Ýçeren WRC-1992 Diyagramý

(Ni)

= %

Ni +

35 %

C +

20 %

N +

0.2

5 %

Cu

eþ

(Cr) = % Cr + % Mo + 0.7 % Nbeþ

18 20 22 24 26 28 3018

16

14

12

10

18 20 22 24 26 28 30

18

16

14

12

10F

FÖ

ÖF

Ö

100

9080

7060

50

40

3026

22

18

14

10

6

2

85

75

65

55

45

35

2824

20

16

12

8

4

0

95


10

Ferrit numaralarý, özellikle düþük seviyelerde, ferrit

yüzdeleri ile yakýn deðerlere sahiptir. Günümüzde en

sýk kullanýlan ve en saðlýklý sonucu veren diyagram

Þekil-6'da belirtilen WCR-1992 Diyagramý'dýr. ASME

þartnamelerinin 1994-1995 kýþ döneminde yayýnlanan

eklerinde WCR-1992 Diyagramý WCR-DeLong

Diyagramý'nýn yerini almýþtýr. Kabul edilen bu en son

diyagramda krom ve nikel eþdeðerleri aþaðýdaki for-

müllerle hesaplanmaktadýr.

Görüldüðü gibi nikel ve krom eþdeðerleri Schaeffler ve

WCR-DeLong Diyagram'larýndakinden daha farklý

olarak hesaplanmaktadýr.

Ferrit numarasý diyagramýn nikel eþdeðerini gösteren

ekseninden saða doðru yatay, krom eþdegerini gösteren

ekseninden yukarýya doðru dikey çizgiler çizerek

bulunur. Yatay ve dikey doðrularýn kesiþtiði noktadan

geçen çapraz çizgiler ferrit numarasýný vermektedir.

WCR-1992 ve WCR-DeLong Diyagramlarý 308 gibi

sýk kullanýlan paslanmaz çelikler için benzer deðerler

verir. Ancak WCR-1992 Diyagramý, özellikle yüksek

alaþýmlý malzemelerde, yüksek manganlý östenitik

tipteki ya da östenitik-ferritik yapýdaki çift fazlý

paslanmaz çelikler gibi daha seyrek kullanýlan

alaþýmlarda daha kesin ve doðru sonuçlar vermektedir.

Ferrit numarasý, ferritin manyetik olma özelliðinden

yararlanýlarak kaynak metali üzerinden ölçülebilir.

Bunun için ticari olarak satýþa sunulan ve AWS A4.2'ye

göre kalibre edilmiþ olan ve ferrit numarasýnýn direkt

olarak okunabildiði manyetik ölçüm cihazlarýndan,

ferritscoplardan ve benzeri cihazlardan yararlanýlabilir.

Ferrit miktarýnýn sýcak çatlak oluþumundan korunmak

için gereken orandan daha yüksek olmamasýnda ve

belirli güvenlik sýnýrlarý içerisinde tutulmasýnda yarar

vardýr. Çünkü ferrit, bazý korozif ortamlarda, malze-

melerin korozyon dayanýmýný düþürür ve yapýdaki aþýrý

ferrit miktarý süneklik ve tokluðu azaltýr.

2.3.3

SÝGMA FAZI OLUÞUMU ( s )

"Sigma Fazý", çok sert (700-800 Vickers), manyetik

olmayan ve gevrek yapýya sahip metallerarasý bir

bileþiktir. Röntgen ýþýný ile yapýlan analizde bileþiminin

yaklaþýk olarak % 52 krom ve % 48 demirden oluþtuðu

ancak bunun yanýnda molibden gibi diðer alaþým

elementlerini de içerebildiði görülmüþtür. Sigma fazý,

kromlu veya krom-nikel esaslý paslanmaz ve ýsýya

dayanýklý çeliklerin kaynak bölgesinde oluþur. Saf

östenitik bir yapýdaki sigma fazý oluþum hýzý, östenitik

kütle içerisinde ferrit içeren yapýdakine oranla daha

düþüktür.

Sigma fazý ile krom karbür çökelmesi birbirinden

tamamen farklý iki oluþumdur. Sigma fazý kýrýlganlýðý

650-850°C sýcaklýklar arasýnda görülür ve bu sýcaklýk

aralýðýnda kalma süresi ile oluþan yapýnýn yoðunluðu

arasýnda yakýn bir iliþki vardýr. Faz dönüþüm hýzýnýn en

yoðun olduðu sýcaklýk 720°C civarýndadýr. Yapýda

bulunan ferrit miktarýnýn % 3-4 ile sýnýrlý tutulmasý

durumunda, östenit tanelerinin etrafý ferrit ile

çevrilemeyecek ve kýrýlganlýk riski önlenecektir . Buna

karþýn ferrit miktarýnýn % 12'yi geçmesi ile birlikte

esneklik kabiliyeti hýzla azalacaktýr (Þekil-7).

Ferritin sigma fazýna dönüþmesi sonucu kaynak

dikiþinde oluþan çatlama eðilimini ölçmeye yönelik

olarak gerçekleþtirilen deneye ait veriler Þekil-8'deki

grafikte belirtilmiþtir.

Ferrit içerikleri % 3 ile % 12 arasýnda deðiþen ve

20 Cr / 10 Ni / 1 Nb'lu bir elektrodun kullanýldýðý beþ

farklý deney parçasý hazýrlanmýþtýr.

(Ni) = % Ni + 30 % C + 30 % N + 0.5 % Mneþ

(Cr) = % Cr + % Mo + 0.7 % Nbeþ

(Ni) = % Ni + 35 % C + 20 % N + 0.25 % Cueþ


Daha sonra bu deney parçalarý 980-1100°C arasýndaki

farklý sýcaklýklarda östenitleþtirilmiþ, 730°C'da 300 saat

boyunca tutulmuþ ve sigma fazý oluþturularak kýrýlgan

hale getirilmiþtir.

Buradan da görülmektedir ki; ferrit miktarýndaki artýþa

baðlý olarak esneklik (darbe dayanýmý) azalmakta ve

ferrit yüzdesi ne olursa olsun östenitleþtirme sýcaklýðýn-

daki artýþ dikiþ üzerinde olumlu bir etki yaratmaktadýr.

Þekil-9 ve Þekil-10'da; 25 Cr / 20 Ni'li, ýsýya dayanýklý

bir elektrodla gerçekleþtirilen ve farklý zaman dilimleri

süresince dönüþüm sýcaklýðýnda tutulan baðlantýlara ait

içyapý fotograflarý yeralmaktadýr. Görüldüðü gibi,

parçanýn 780°C'da 100 saat süre ile tulmasý durumunda

sigma fazý çizgileri oluþmaya baþlamýþtýr (Þekil-9) ve

yine ayný sýcaklýkta gerçekleþtirilen 500 saatlýk bir

tutma iþlemi sonucunda ise çökelen sigma fazý izlerinin

çok daha yoðun olduðu görülmektedir (Þekil-10).

Buradan da anlaþýldýðý gibi, kaynak iþlemi sýrasýnda

banyonun çok hýzlý soðumasý ve katýlaþmasý nedeni ile

sigma fazý kolay oluþamaz. Bu sorun esas olarak ferrit

içeriði çok yüksek olan bir kaynaklý baðlantýnýn kaynak

iþleminden sonra uzun süre yüksek sýcaklýk deðer-

lerinde kalacak bir çalýþma ortamlarda kullanýlmasý

durumunda karþýmýza çýkar.

11

Þekil-7 20 Cr / 10 Ni'li ve % 3 Ferrit Ýçeren Paslanmaz Çelik (x 1700)

Þekil-9 25 Cr / 20 Ni (0.10 C)'lu Elektrod Kullanýlmýþtýr. 780°C'da 100 Saat Isýl Ýþlem Uygulanmýþ ve Sigma Fazý Çizgileri Oluþmaya Baþlamýþtýr (x 1600).

Þekil-8 Farklý Sýcaklýklarda Isýl Ýþlem Uygulanan ve 780°C'da 300 Saat Süresince Tutulan, 20 Cr/10 Ni ve 1 Nb'lu Ostenitik Bir Yapýda Bulunan Ferrit Miktarýnýn Gösterdiði Etki


Esneklik (

Darb

e D

ayaným

ý)

2 4 6 8 10 120

Ferrit Yüzdesi (%)

1100°C

1070°C

1040°C

1010°C

980°C

1

2

3

4

5

12

Sigma fazý konusunda yapýlan araþtýrmalardan elde

edilen sonuçlar aþaðýda belirtilmiþtir.

a- Sigma fazýnýn oluþumu 750°C'da, 650°C'dakinden

daha çabuk meydana gelir. 750°C'da 30 saat gibi bir

zamana gereksinim varken bu süre 650°C'da 1

haftaya çýkar.

b- Sigma fazý oluþumu soðuk þekil deðiþtirme ile

hýzlanýr.

c- Sigma fazý oluþumuna kuvvetli olarak etki eden

elementler ; molibden (Mo), krom (Cr), niobyum

(Nb) ve silisyum (Si)'dur.

d- Sigma oluþumunu kuvvetlendiren elementlerin

miktarý yüksek ise, belirli þartlar altýnda, kaynaða

baðlý olmadan ve ýsýl iþlem uygulamadan da sigma

fazý meydana gelebilir.

e- Sigma fazý, 950-1100°C sýcaklýklar arasýnda belirli

bir süre tavlandýktan sonra, suda hýzlý olarak

soðutularak giderilebilir.

f- Sigma fazýnýn giderilmesi için uygulanan ýsýl

iþlemden sonra oluþan yapýdaki ferrit miktarý, ýsýl

iþlem uygulanmamýþ yapýdakine oranla daha azdýr.

g- Ferrit miktarý, parçaya 1150°C'da homojenleþtirme

tavlamasý uygulanarak daha da düþürülebilir. Bu

durumda ferrit mikro toplanmalar þeklinde oluþur.

h- Isýl iþlem uygulanmamýþ 19 Cr / 9 Ni /1.5 Mo tipi

çeliðe ait kaynak bölgesinin yapýsýnda bulunan

% 15 ferrit sigma fazýna dönüþünce, kaynak

dikiþinin mukavemet özelliklerinde aþaðýda belir-

tilen deðiþmeler meydana gelir :

- Çekme dayanýmý yükselir, akma sýnýrý düþer.

- Uzama, büzülme ve çentik dayanýmlarý önemli

derecede azalýr.

- 24 saat 750°C'da tavlanmýþ olan kaynak bölge-

sinin 0°C'daki çentik dayanýmý, 650°C'da bir

hafta tavlanan kaynak yerinin çentik dayanýmý ile

hemen hemen aynýdýr. Buna karþýn, yapýsýnda

% 12 ferrit bulunan kaynak bölgesinin çentik

dayanýmýnýn 1/10'u kadardýr. Aradaki bu fark,

yüksek sýcaklýklarda daha da azalmaktadýr.

i- 300-400°C'ýn üzerinde oldukça iyi çentik deðerleri

elde edildiði için, yüksek iþletme sýcaklýðýnda

çalýþan konstrüksiyonlarda, sigma fazýnýn neden

olduðu gevrekleþmeden korkulmamalýdýr.

k- Sigma fazýnýn neden olduðu kýrýlganlýk, kaynak

bölgesinin tavlama yapýlmadan önceki durumunda

içerdiði ferrit miktarýna baðlýdýr. Eðer kaynak

bölgesi baþlangýçta % 6.5 ferrit içerirse, sigma

dönüþmesi çentik darbe dayanýmýnýn azalmasýna

neden olmaz. Burada ferrit miktarý az olduðu için,

ferrit östenitik yapý içerisinde að þeklinde deðil,

izole edilmiþ odacýklar halinde meydana gelir. Bu

yolla elde edilen sigma, yapýya bir süneklik kazan-

dýrmaktadýr.

Þekil-10 25 Cr / 20 Ni (0.10 C)'lu Elektrod Kullanýlmýþtýr. 780°C'da 500 Saat Isýl Ýþlem Uygulanmýþ ve Sigma Fazý Çizgileri Artarak Ýyice Belirgin Hale Gelmiþtir (x 1600).


1 3

2.4

ÇÖKELME YOLUYLA SERTLEÞEBÝLEN


Çökelme yoluyla sertleþebilen paslanmaz çelikler,

martenzitik, yarý-östenitik ve östenitik olmak üzere üç

gruba ayrýlýr.

Martenzitik paslanmaz çelikler, yaklaþýk 1038°C olan

östenitleþtirme sýcaklýðýndan itibaren hýzla soðutularak

ve daha sonra 482-621°C sýcaklýklar arasýnda bir

yaþlandýrma ýsýl iþlemi uygulanarak sertleþtirilebilir.

Bu tür çelikler % 0,07'nin altýnda karbon içerdiði için,

oluþan martenzit çok sert deðildir ve asýl sertlik

yaþlandýrma (çökelme) reaksiyonu ile elde edilir. Bu

gruba örnek olarak 17-4PH, 15-5PH ve PH13-8Mo tipi

çelikler gösterilebilir. Çökelme yoluyla sertleþebilen

paslanmaz çeliklere ait nominal kimyasal analiz

deðerleri Tablo-IV'de verilmiþtir.

Yarý-östenitik paslanmaz çelikler östenitleþtirme

sýcaklýðýndan oda sýcaklýðýna soðutulduklarýnda

martenzit oluþturmazlar. Bunun temel nedeni martenzit

dönüþüm sýcaklýðýnýn oda sýcaklýðýnýn altýnda

olmasýdýr. Karbonun ve/veya diðer alaþým element-

lerinin karbürler ya da metallerarasý bileþikler þeklinde

çökelebilmesini saðlayabilmek için bu tür çeliklere

732-954°C sýcaklýklar arasýnda kondisyonlama ýsýl

iþlemi uygulanmalýdýr. Bu sayede alaþým elementleri

çözeltiden ayrýlarak östeniti destabilize edecek ve

martenzit dönüþüm sýcaklýðýnýnýn yükselmesine neden

olacaktýr. Böylece çeliðin oda sýcaklýðýna doðru

soðutulmasý iþlemi sýrasýnda martenzitik bir yapýnýn

oluþmasý mümkün olur. 454-593°C arasýnda gerçek-

leþtirilen bir yaþlandýrma ýsýl iþlemi sonucunda geril-

meler ortadan kalkacak ve martenzit temperlenerek

tokluk, süneklik, sertlik ve korozyon dayanýmý

artacaktýr. 17-7 PH, PH 15-7 Mo ve AM350 bu grupta

yeralan paslanmaz çeliklerin en tipik örnekleridir.

Çökelme yoluyla sertleþebilen östenitik tip paslanmaz

çelikler çözeltiye alma sýcaklýðýndan itibaren hýzla

soðutulduktan ve hatta yüksek oranda soðuk

deformasyona uðradýktan sonra bile östenitik yapý-

larýný korurlar. Bu çelikler sadece yaþlandýrma ýsýl

iþleminden sonra sertleþtirilebilirler. Bu iþlem,

982-1121°C sýcaklýklar arasýndaki çözeltiye alma ýsýl

iþleminden sonra 704-732C'a doðru yaðda veya suda

hýzlý soðutmayý ve daha sonra yine bu sýcaklýk

aralýðýnda 24 saat süren bir yaþlandýrma iþlemini içerir.

Bu tür çeliklere örnek olarak A286 ve 17-10 P

gösterilebilir.

Çökelme yoluyla sertleþebilen martenzitik ve yarý-

östenitik türdeki paslanmaz çeliklerin kaynaðýnda

yüksek dayaným þartý aranýyorsa, kaynak iþleminde ana

malzemeninkine benzer yapýda dolgu metalleri

kullanýlmalý ve parçalara kaynaktan önce ýsýl iþlem ya

da çözeltiye alma ýsýl iþlemi uygulanmýþ olmalýdýr.

Martenzitik ve yarý-östenitik paslanmaz çeliklerin

kaynaðýnda 17-4 PH türü ana metallere benzer yapýdaki

630 türü dolgu malzemeleri sýk kullanýlmaktadýr.

Kaynaktan sonra çözme ve yaþlandýrma ýsýl iþlemi

uygulanmalýdýr. Eðer kaynaktan sonra çözme ýsýl

iþleminin uygulanmasý pratikte bazý zorluklarý

beraberinde getiriyorsa, parçalara kaynaktan önce

çözme tavý uygulanmalý, kaynaktan sonra ise bir

yaþlandýrma ýsýl iþlemi yapýlmalýdýr. Yüksek zorla-

malarýn etkisi altýnda bulunan kalýn parçalar, bazý

durumlarda aþýrý yaþlandýrma sýcaklýklarýnda kaynak

edilirler. Bu durum, yüksek dayaným elde etmek için

kaynak iþleminden sonra eksiksiz bir ýsýl iþlem

uygulanmasýný gerektirir.

Çökelme yoluyla sertleþebilen östenitik tipteki paslan-

maz çelikler, sýcak çatlak oluþumu nedeniyle zor

kaynak edilen paslanmaz çelikler grubuna girerler.

Kaynak iþlemi tercihen çözme tavý uygulanmýþ olan

parçalar üzerinde yapýlmalý ve uygulama düþük

gerilmeler altýnda ve mümkün olan en düþük ýsý girdisi

saðlanacak þekilde gerçekleþtirilmelidir. Nikel esaslý

NiCrFe tipindeki ya da konvansiyonel tipteki östenitik

paslanmaz çelik dolgu malzemeleri bu çeliklerin

kaynaðýnda sýk olarak kullanýlmaktadýr.


14

PH 13-8 Mo

15-5 PH

17-4 PH

17-7 PH

PH 15-7 Mo

17-10 P

A286

AM350

AM355

AM363

Custom 450

Custom 455

Stainless W

S13800

S15500

S17400

S17700

S15700

S66286

S35000

S35500

S45000

S45500

S17600

0.05

0.07

0.07

0.09

0.09

0.07

0.08

0.07-0.11

0.10-0.15

0.04

0.05

0.05

0.08

2.0-2.5 Mo ;

0.90-1.35 Al ; 0.01 N

2.5-4.5 Cu ;

0.15-0.45 Nb + Ta

3.0-5.0 Cu ;

0.15-0.45 Nb + Ta

0.75-1.15 Al

2.0-3.0 Mo ; 0.75-1.5 Al

1.0-1.5 Mo ; 2.0 Ti ; 0.3 V

2.5-3.25 Mo ; 0.07-0.13 N

2.5-3.25 Mo

0.25 Ti

1.25-1.75 Cu ; 0.5-1.0 Mo

8 x % C - Nb

0.5 Mo ; 1.5-2.5 Cu ;

0.8-1.4 Ti ; 0.1-0.5 Nb

0.4 Al ; 0.4-1.2 Ti

0.10

1.00

1.00

1.00

1.00

0.75

2.00

0.5-1.25

0.5-1.25

0.15

1.00

0.50

1.00

0.10

1.00

1.00

1.00

1.00

0.50

1.00

0.50

0.50

0.05

1.00

0.50

1.00

12.25-13.25

14.0-15.5

15.5-17.5

16.0-18.0

14.0-16.0

17.0

13.5-16.0

16.0-17.0

15.0-16.0

11.0

14.0-16.0

11.0-12.5

16.0-17.5

7.5-8.5

3.5-5.5

3.0-5.0

6.5-7.75

6.5-7.75

10.5

24.0-27.0

4.0-5.0

4.0-5.0

4.0

5.0-7.0

7.5-9.5

6.0-7.5

0.01

0.04

0.04

0.04

0.04

0.28

0.04

0.04

0.04

0.03

0.04

0.04

0.008

0.03

0.03

0.03

0.03

0.03

0.03

0.03

0.03

0.03

0.03

*) Tek deðerler maksimum deðerlerdir (ASM Metals Handbook, 9. Baský, Cilt 3) ve ASTM A638


C Mn Si Cr Ni P S


TABLO IV - Çökelme Yoluyla Sertleþebilen ve Çift Fazlý Paslanmaz Çeliklerin Nominal Kimyasal Analiz Deðerleri

Çökelme Yoluyla Sertleþebilen Paslanmaz Çelikler

Çift Fazlý Paslanmaz Çelikler

2205

2304

255

NU744LN

2507

S31803

S32304

S32750

0.03

0.03

0.04

0.067

0.03

3.0 Mo ; 0.14 N

0.1 N

3.0 Mo ; 0.17 N ; 2.0 Cu

2.4 Mo ; 0.10 N ; 0.2 Cu

4 Mo ; 0.28 N

2.0

2.5

1.5

1.7

1.2

1.0

1.0

1.0

0.44

0.8

22.0

23.0

25.5

21.6

25.0

5.5

4.0

5.5

4.9

5.5

0.03

0.035

0.02

0.02


2.5

ÇÝFT FAZLI PASLANMAZ ÇELÝKLER

Çift fazlý paslanmaz çelikler son günlerdeki en hýzlý

geliþen paslanmaz çelik grubudur ve yaklaþýk olarak

eþit oranda ferrit ve östenit içeren bir mikro yapýya

sahiptir.

Bu çeliklere ait nominal analiz deðerleri Tablo-IV'in

alt bölümünde listelenmiþtir. Çift fazlý paslanmaz

çelikler, daha yüksek akma dayanýmýna sahip olmalarý

ve gerilmeli korozyon çatlamasýna karþý daha fazla

direnç saðlamalarý nedeniyle, konvansiyonel tipteki

östenitik ve ferritik paslanmaz çeliklerinkine göre daha

üstün avantajlar sunarlar.

Çift fazlý mikro yapý, % 21-25 Cr ve % 5-7 Ni içeren

çeliðin 1000-1050°C sýcaklýkta tavlanmasý ve ardýndan

hýzlý bir þekilde soðutulmasý ile elde edilir. Bu bileþim-

lere ait kaynak metalinin genellikle ferritik yapýda olma

eðilimi vardýr. Çünkü dolgu metali ferrit olarak

katýlaþacak ve sadece belirli bir miktarda östenit

dönüþümü oluþacaktýr. Birçok kaynak dolgusuna

tavlama iþlemi uygulanmasý mümkün olmadýðýndan,

dolgu metalinin Ni oraný % 8-10'a yükseltilerek

kimyasal analiz modifiye edilir ve bu sayede kaynak

metalinin kaynak edildiði haldeki mikro yapýsýnda

daha fazla östenit bulundurmasý saðlanýr.

BÖLÜM 3.0

FÝZÝKSEL ÖZELLÝKLER

Her bir paslanmaz çelik grubuna ait ortalama fiziksel

özellikler Tablo-V'de verilmiþtir. Bu tabloda elastisite

modülü, yoðunluk, ýsýl genleþme katsayýsý, ýsýl

iletkenlik, özgül sýcaklýk, elektriksel direnç, manyetik

geçirgenlik ve ergime aralýðý gibi veriler yeralmaktadýr.

Bu deðerler birçok mühendislik gereksinimi için sýnýrlý

olabilir. Bu nedenle, eðer belirli bir paslanmaz çeliðe

ait daha detaylý ve hassas veriye ihtiyaç duyuluyorsa

ASM Handbook, 9. Baský, Cilt 3'den yararlanýlabilinir.

Paslanmaz çeliklerin ýsý iletimi özelliði karbon

çeliklerinkinden farklýdýr. Örneðin yüksek kromlu

çeliklerin ýsýyý iletme kabiliyetleri karbon çelik-

lerinkinin yaklaþýk yarýsý kadardýr. Östenitik tip

paslanmaz çeliklerde bu durum daha da belirgin olup,

ýsý iletim kabiliyeti karbon çeliklerinkinin üçte birine

kadar düþmektedir (Þekil-11). Bu durum kaynak

sýrasýnda oluþan sýcaklýðýn kaynak bölgesinde daha

uzun süre kalacaðý ve dolayýsý ile bazý zorluklarla

karþýlaþýlabileceði anlamýna gelmektedir.

Bölüm 3 .0 - F i z i k s e l Öze l l i k l e r

1 5

Elastisite Modülü (GPa)

Yoðunluk (g/cm³)

Isýl Genleþme Katsayýsý (mm/m°C)

Isýl Ýletkenlik (W/mk)

Özgül Isý (J/k °K)

Elektriksel Direnç (mWcm)

Manyetik Geçirgenlik

Ergime Aralýðý (°C)

195

8.0

16.6

15.7

500

74

1.02

1375 - 1450

Fiziksel Özellikler ÖstenitikPaslanmaz Çelikler

TABLO V - Paslanmaz Çelik Gruplarýna Ait Fiziksel Özellikler

FerritikPaslanmaz Çelikler

MartenzitikPaslanmaz Çelikler

Çökelme Ýle SertleþebilenPaslanmaz Çelikler

200

7.8

10.4

25.1

460

61

600 - 1100

1425 - 1530

200

7.8

10.3

24.2

460

61

700 - 1000

1425 - 1530

200

7.8

10.8

22.3

460

80

95

1400 - 1440

Þekil-11 20-100°C'da Çeþitli PaslanmazÇeliklerle Karbonlu Yapý Çeliðinin Isý Ýletim Kabiliyetleri

13Cr

17Cr26Cr/5Ni

18Cr/9Ni

25Cr/20Ni

Karbon Çeliði

0

10

20

30

40

kcal/

mh °

C

1 6

Yüksek kromlu paslanmaz çelikler genellikle karbon

çelikleri ile ayný genleþme katsayýsýna sayiptir.

Östenitik tip paslanmaz çeliklerde ise bu deðer karbon

çeliklerinkinden % 50 daha fazladýr (Þekil-12). Bu

konu sadece kaynakçýyý deðil ayný zamanda konstrük-

siyonu yapan mühendisi de yakýndan ilgilendir-

mektedir.

Alaþýmsýz karbon çeliklerinin elektrik iletme direnci

düþüktür. Paslanmaz çeliklerde ise bu deðer karbon

çeliklerinkinden 4-7 kat daha yüksektir (Þekil-13). Bu

nedenle paslanmaz çelik örtülü elektrodlar konvan-

siyonel elektrodlardan daha çabuk kýzarýrlar. Paslan-

maz çelik elektrodlarýn alaþýmsýz ve düþük alaþýmlý

demir elektrodlardan boy olarak daha kýsa imal

edilmelerinin ve % 25 kadar daha düþük akým þiddeti

ile yüklenmelerinin temel nedeni de budur.

Þekil-12 20-800°C'da Çeþitli PaslanmazÇeliklerle Karbonlu Yapý Çeliðinin Uzama Kabiliyeti

13Cr17Cr

26Cr/5Ni

18Cr/9Ni

25Cr/20Ni

KarbonÇeliði

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

E =

10

-6

Þekil-13 20°C'da Çeþitli PaslanmazÇeliklerle Karbonlu Yapý Çeliðinin Özgül Elektrik Ýletme Direnci

13Cr 17Cr

26Cr/5Ni

18Cr/9Ni

25Cr/20Ni

KarbonÇeliði

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

Ohm

.mm

²/m

Bölüm 3 .0 - F i z i k s e l Öze l l i k l e r

BÖLÜM 4.0

MEKANÝK ÖZELLÝKLER

Ferritik ve östenitik tip paslanmaz çeliklerin tavlanmýþ

durumdaki nominal mekanik özellikleri Tablo-VI ve

Tablo-VII'de her ürün için detaylý olarak verilmiþtir.

Östenitik tip paslanmaz çelikler, ferritik tip paslanmaz

çeliklere oranla genellikle daha yüksek çekme daya-

nýmýna ve uzamaya, ancak buna karþýn daha düþük

akma dayanýmýna sahiptirler. Kesit daralmasý deðeri

her iki tip paslanmaz çelik türü için de hemen hemen

aynýdýr. Martenzitik tip paslanmaz çeliklerin hem

tavlanmýþ hem de temperlenmiþ durumdaki nominal

Bölüm 4 .0 - Mekan i k Öze l l i k l e r

mekanik özellikleri Tablo-VIII'de verilmiþtir. Temper-

leme iþlemi; östenit oluþum sýcaklýðýna kadar ýsýtmayý

takiben martenzit oluþum sýcaklýðýna doðru soðutmayý

ve tokluðu yükseltmek amacýyla uygun bir sýcaklýða

kadar tekrar ýsýtmayý içerir. Tablo-IX, belirli bir

sýcaklýkta yaþlandýrma ýsýl iþlemi uygulandýktan sonra

tavlanan, çökelme yoluyla sertleþebilen türdeki paslan-

maz çeliklere ait mekanik özellikleri içerir. Bu tabloda

ayrýca, dört adet çift fazlý paslanmaz çeliðe ait mekanik

özellikler de yeralmaktadýr.

405

409

429

430

430F

430Ti

434

436

442

444

446

26-1 (E-Brite)

26-1Ti

29-4

29-4-2

18SR

Monit

Sea-cure/SC-1

Çelik Türü

TABLO VI - Ferritik Paslanmaz Çeliklerin Nominal Mekanik Özellikleri

480

450

490

515

550

515

530

530

550

415

550

450

470

550

550

620

650

550

Çekme Dayanýmý(N/mm²)

275

240

310

310

380

310

365

365

310

275

345

275

310

415

415

450

550

380

30

25

30

30

25

30

23

23

25

20

23

22

20

20

20

25

20

20

60

65

60

60

65

50

50

B 80

B 75 M

B 88 M

B 82

B 86

B 83 M

B 83 M

B 85

B 95 M

B 86

B 90 M

B 95 M

B 98 M

B 98 M

B 90

B 100 M

B 100 M

Tavlý

Tavlý

Tavlý

Tavlý

Tavlý

Tavlý

Tavlý

Tavlý

Tavlý

Tavlý

Tavlý

Tavlý

Tavlý

Tavlý

Tavlý

Tavlý

Tavlý

Tavlý

Isýl ÝþlemDurumu

Akma Dayanýmý% 0.2 (N/mm²)

Uzama(%)

Kesit Daralmasý(%)

Sertlik(Rockwell)

(M = Maksimum)

(ASM Metals Handbook, 8. Baský, Cilt 1 ; ve 9. Baský, Cilt 3)

1 7


201

201

202

301

301

302

302B

303

304

304L

304N

304LN

305

308

308L

309

310

312

314

316

316L

316F

317

317L

321

347 / 348

329

330

330HC

332

384

Çelik Türü

TABLO VII - Östenitik Paslanmaz Çeliklerin Nominal Mekanik Özellikleri

793

1275

724

758

1275

620

655

620

586

552

586

552

586

586

551

620

655

655

689

586

538

586

620

586

599

634

724

550

586

552

550


379

965

379

276

965

255

276

241

241

207

241

207

255

241

207

276

276

345

241

207

241

276

241

241

241

552

241

290

241

55

4

55

60

8

55

50

50

55

55

30

55

55

55

45

45

20

45

55

55

55

50

50

55

50

25

30

45

45

65

65

55

65

65

70

65

65

65

65

60

70

65

70

55

55

65

65

50

65

70

B 90

C 41

B 90

B 85

C 41

B 82

B 85

B 84

B 80

B 76

B 82

B 80

B 76

B 85

B 87

B 87

B 80

B 76

B 80

B 85

B 80

B 80

B 84

B 98

B 80

Tavlý

Tam Sertleþtirilmiþ

Tavlý

Tavlý

Tam Sertleþtirilmiþ

Tavlý

Tavlý

Tavlý

Tavlý

Tavlý

Tavlý

Tavlý

Tavlý

Tavlý

Tavlý

Tavlý

Tavlý

Tavlý

Tavlý

Tavlý

Tavlý

Tavlý

Tavlý

Tavlý

Tavlý

Tavlý

Tavlý

Tavlý

Tavlý

Tavlý

Tavlý

Isýl ÝþlemÞartý


Uzama(%)

Kesit Daralmasý(%)

Sertlik(Rockwell)

(ASM Metals Handbook, 8. Baský, Cilt 1 ; ve 9. Baský, Cilt 3 ve ASTM Standartlarý)

1 8


403

403

410

410

410S

410Nb

410Nb

414

414

414L

416 Plus X

420

420

422

431

431

440A

440A

440B

440B

440C

440C

Çelik Türü

TABLO VIII - Martenzitik Paslanmaz Çeliklerin Nominal Mekanik Özellikleri

517

1344

517

1344

414

483

862

827

1379

793

517

655

1586

965

862

1413

724

1793

738

1931

758

1965


276

1034

276

1034

207

276

689

655

1034

552

276

345

1344

758

655

1069

414

1655

427

1862

448

1896

30

17

30

17

22

13

13

17

16

20

30

25

8

13

20

15

20

5

18

3

13

2

65

55

65

55

45

45

55

58

60

60

55

25

30

60

60

45

20

35

15

25

10

B 82

C 41

B 82

C 41

B 95 M

C 22

C 43

B 92

C 50

C 24

C 43

B 95

C 51

B 96

C 55

B 97

C 57

Tavlý

Temperlenmiþ (427°C) *

Tavlý


Tavlý

Tavlý

Temperlenmiþ (Ara Tav) **

Tavlý


Tavlý

Tavlý

Tavlý


Temperlenmiþ (Ara Tav) **

Tavlý


Tavlý


Tavlý


Tavlý




Uzama(%)

Kesit Daralmasý(%)

Sertlik(Rockwell)

*) Ostenitleþtirme ýsýl iþleminden sonra temperlenmiþ (ýslah edilmiþ) ve oda sýcaklýðýna soðutulmuþtur.

**) Ara tavlý sýcak bitirilmiþtir.

M = Maksimum


1 9


PH13-8 Mo

15-5 PH

15-5 PH

17-4 PH

17-4 PH

17-7 PH

17-7 PH

PH 15-7 Mo

PH 15-7 Mo

17-10 P

17-10 P

A286

AM350

AM350

AM355

AM355

Custom 450

Custom 450

Custom 455

Stainless W

Stainless W

Çelik Türü

TABLO IX - Çökelme Yoluyla Sertleþebilen ve Çift Fazlý Paslanmaz Çeliklerin Nominal Mekanik Özellikleri

1517

1310

931

1034

1379

896

1620

896

1655

613

986

896

1103

1344

1207

1344

862

1241

1620

827

1344


1413

1172

724

758

1227

276

1517

379

1551

255

676

586

379

1069

448

1069

655

1172

1517

517

1241

8

10

16

10

12

35

6

35

6

70

20

15

40

11

30

10

10

10

8

7

7

45

35

50

45

48

25

76

32

40

40

30

25

C 45

C 44

C 32

C 33

C 44

B 85

C 48

B 88

C 48

B 82

C 32

B 95

C 41

B 95

C 41

C 30

C 40

C 47

C 30

C 46

H950

H900

H1150

Çözelti Tavlamasý

H900


RH950


RH950


H1300

H1350


DA


DA

Tavlý

H900

H900


H950



Uzama(%)

Kesit Daralmasý(%)

Sertlik(Rockwell)


Çökelme Yoluyla Sertleþebilen Paslanmaz Çelikler

Çift Fazlý Paslanmaz Çelikler

2205

2304

255

2507

827

758

758

800

448

414

552

550

25

25

15

15

2 0

BÖLÜM 5.0

PASLANMAZ ÇELÝK

TÜRÜNÜN SEÇÝMÝ

Belirli bir paslanmaz çelik tipinin seçimi, sözkonusu

uygulamanýn gerektirdiði þartlara baðlýdýr. Birçok

durumda en önemli belirleyici etkenler korozyon

dayanýmý, kararma (matlaþma) direnci ve yüksek

sýcaklýklardaki oksidasyon dayanýmýdýr. Bunlara ek

olarak, seçilen paslanmaz çelik türü mukavemet,

tokluk, süneklik ve yorulma dayanýmý gibi kanularda

minimum mekanik özelliklere de sahip olmalýdýr.

Farklý tip ve cinsteki çeþitli paslanmaz çelikler

uygulama için gereken korozyon dayanýmýný ve

mekanik özellikleri saðlayabilir. Bu durumda son

seçim, servis þartlarýnýn gereklerini en iyi þekilde

yerine getiren seçenekler içerisinden en düþük maliyete

sahip olan ürüne göre yapýlmalýdýr. Paslanmaz çelik

tipinin seçimi genellikle sistemi planlayan tasarýmcý

tarafýndan yapýlýr. Bu durumda tasarýmcý, konu

hakkýndaki bilgisine, deneyimlerine ve çeþitli malze-

melerin sözkonusu ortamdaki korozyon dayanýmlarý

ile ilgili verileri içeren teknik dokümanlara baþvurur.

Kaynak mühendisi, genellikle ana metal seçimi

konusunda karar vermekten sorumlu deðildir, sadece

kaynak sýrasýnda kullanýlacak dolgu metalinin, kaynak

yönteminin ve kaynak prosedürünün seçiminden

sorumludur.

Eðer kaynak mühendisinin ana malzeme konusunda da

bir seçim yapmasý gerekiyorsa; çalýþma ortamý,

parçadan beklenen servis ömrü ve kabul edilebilir

korozyon derecesi ile ilgili konularda detaylý bilgi

toplamalýdýr. Bu seçime yardýmcý olmasý amacýyla,

Tablo-X(a) ve Tablo-X(b)'de çeþitli türdeki paslan-

maz çeliklerin bazý korozif ortamlardaki korozyon

dayanýmlarý listelenmiþtir. Bu tablolarda da görülmek-

B ö l ü m 5 . 0 - P a s l a n m a z Ç e l i k T ü r ü n ü n S e ç i m i

2 1

tedir ki, östenitik ve daha yüksek kromlu paslanmaz

çelikler genellikle martenzitik ve daha düþük kromlu

ferritik paslanmaz çeliklere oranla daha yüksek

korozyon dayanýmýna sahiptirler. Test verilerinin

büyük bir çoðunluðu çeþitli metal ve metal alaþým-

larýnýn farklý korozif ortamlarda gösterdiði korozyon

davranýþlarýna göre hazýrlanmýþtýr. Paslanmaz çelik-

lerle ilgili bu bilgiler referans olarak gösterilen çeþitli

kaynaklardan kolaylýkla elde edilebilir.

Paslanmaz çelik seçiminde dikkat edilmesi geren diðer

önemli etkenler; karýncalanma (pitting), çatlak koroz-

yonu ve tanelerarasý korozyondur. Tanelerarasý koroz-

yonun baþlýca nedeni ýsý etkisi altýndaki bölgede oluþan

karbür çökelmesidir ve bu sorunun giderilmesi için

uygulanan yöntemler önceki bölümlerde ayrýntýlý ola-

rak ele alýnmýþtýr. Eðer uygulama yüksek sýcaklýklarda

çalýþmayý gerektiriyorsa, sürünme dayanýmý, kopma

dayanýmý ve oksidasyon dayanýmý da gözönünde

tutulmalýdýr.

Çeþitli kitaplardan ve birçok referans yayýndan elde

edilen korozyon ve oksidasyon testi sonuçlarýna

bakarak belirli bir uygulama için gereken uygun

paslanmaz çelikler veya diðer alaþýmlar seçilebilir.

Paslanmaz çelik seçildikten sonra, kaynak aðýzýnýn

tasarýmýndan, kaynak sýrasýnda kullanýlacak olan dolgu

metalinin, kaynak yönteminin ve kaynak prosedürünün

seçiminden kaynak mühendisi sorumludur.


PaslanmazÇelik

Türleri

TABLO X (a) - Paslanmaz Çeliklerin Çeþitli Ortamlardaki Korozyon Dayanýmlarý

Atmosferik OrtamlarTatlýSu

TuzluSu

Toprak KimyasalÇözeltilerEndüstriyel

AlanlarDenizcilikle

Ýlgili AlanlarÞehir

OrtamýKýrsal

Alanlar

201

202

205

301

302

302B

303

303Se

304

304H

304L

304N

305

308

309

309S

310

310S

314

316

316F

316H

316L

316N

317

317L

321

321H

329

330

347

347H

348

348H

384

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

3

3

3

3

3

3

3

5

5

3

3

5

5

5

5

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

1

1

1

1

1

1

1

2

2

2

1

2

2

2

2

2

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

1

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

1

1

1

1

1

1

1

3

3

3

3

3

3

3

3

3

7

7

7

7

7

7

7

7

7

7

7

7

7

7

7

7

7

7

7

7

7

7

7

7

7

7

7

7

7

7

7

7

7

7

7

Östenitik Paslanmaz Çelikler

Kod : 1 - Paslanma, lekelenme veya karýncalanma yok,

2 - Hafif paslanma veya lekelenme var, karýncalanma yok,

3 - Hafif paslanma veya lekelenme var, hafif karýncalanma var,

4 - Yüzey pasla örtülü veya lekeli,

5 - Yüzey pasla örtülü ve karýncalanma var,

6 - Paslanma ve yoðun karýncalanma var,

7 - Kimyasal ortamlardaki korozyon ve karýncalanma

davranýþlarý aþýndýrýcý sývýnýn cinsine, yoðunluðuna, ortam

sýcaklýðýna ve sývýnýn hareketine göre büyük farklýlýklar

gösterir. Bu gibi durumlarda; uygulama bazýnda özel olarak

hazýrlanan yayýnlara baþvurulmalýdýr.

2 2


405

409

429

430

430F

430FSe

434

436

442

446

PaslanmazÇelik

Türleri

TABLO X (a) - Paslanmaz Çeliklerin Çeþitli Ortamlardaki Korozyon Dayanýmlarý (devam)

Atmosferik OrtamlarTatlýSu

TuzluSu

Toprak KimyasalÇözeltilerEndüstriyel

AlanlarDenizcilikle

Ýlgili AlanlarÞehir

OrtamýKýrsal

Alanlar

6

6

3

3

3

3

3

3

3

3

4

4

4

4

4

4

4

4

2

2

403

410

414

416

416Se

420

Ferritik Paslanmaz Çelikler

Martenzitik Paslanmaz Çelikler

2

2

2

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

3

3

1

1

1

1

1

1

1

1

6

6

6

6

6

6

3

6

6

6

6

6

6

7

7

7

7

7

7

7

7

7

7

6

6

6

6

6

6

4

4

4

4

4

4

2

2

2

2

2

2

1

1

1

1

1

1

3

3

3

3

3

3

6

6

6

6

6

6

6

6

6

6

6

6

7

7

7

7

7

7

Kod : 1 - Paslanma, lekelenme veya karýncalanma yok,

2 - Hafif paslanma veya lekelenme var, karýncalanma yok,

3 - Hafif paslanma veya lekelenme var, hafif karýncalanma var,

4 - Yüzey pasla örtülü veya lekeli,

5 - Yüzey pasla örtülü ve karýncalanma var,

6 - Paslanma ve yoðun karýncalanma var,

7 - Kimyasal ortamlardaki korozyon ve karýncalanma

davranýþlarý aþýndýrýcý sývýnýn cinsine, yoðunluðuna, ortam

sýcaklýðýna ve sývýnýn hareketine göre büyük farklýlýklar

gösterir. Bu gibi durumlarda; uygulama bazýnda özel olarak

hazýrlanan yayýnlara baþvurulmalýdýr.

2 3

TABLO X (b) - Paslanmaz Çeliklerin Çeþitli Kimyasallar Karþýsýndaki Korozyon Dayanýmlarý

Kimyasal ÇözeltininTürü Konsantrasyon

(%)

Hidroklorik Asit

Nitrik Asit

Sülfürik Asit

< 0.2

> 0.2

1 ~ 20

(d=1.12)

40 ~ 60

(d=1.40)

< 0.5

30 ~ 60

95 ~ 100

Ortam Þartlarý

Sýcaklýk(°C)

Paslanmaz Çelik Türü

AISI 410 AISI 430 AISI 304 AISI 316

Oda Sýcaklýðý

Oda Sýcaklýðý

Oda Sýcaklýðý

Kaynama Noktasý

Oda Sýcaklýðý

Kaynama Noktasý

Oda Sýcaklýðý

Kaynama Noktasý

Oda Sýcaklýðý

Kaynama Noktasý

Oda Sýcaklýðý

100

°1 °1

°

°

°

°

2 4

TABLO X (b) - Paslanmaz Çeliklerin Çeþitli Kimyasallar Karþýsýndaki Korozyon Dayanýmlarý (devam)

Kimyasal ÇözeltininTürü Konsantrasyon

(%)

Fosforik Asit

Flüorik Asit

Borik Asit

Kromik Asit

Karbonik Asit Gaz

Sülfür Asidi Gaz

Asetik Asit

Oksalik Asit

Sitrik Asit

Tantarik Asit

Laktik Asit

Meyva ve Sebze Suyu

Yað ve Süt

Süt

Sodyum Karbonat

Hidrojen Peroksit

Potasyum Bikromat

Potasyum Permanganat

Sodyum Klorit

Amonyum Sülfat

Sodyum Sülfat

Bakýr Nitrat

Metil Alkol

Etil Alkol

Aseton

Eter

Benzol

Benzin

Bitkisel Yað

Mineral Yað

Þeker Þurubu

Karbon Tetraklorit

10

80

Doymuþ Çözelti

10

0 ~ 100

10

15

50

5

50

30

25

10

10

5

5

5

Konsantre Çözelti

Saf

Ortam Þartlarý

Sýcaklýk(°C)

Paslanmaz Çelik Türü

AISI 410 AISI 430 AISI 304 AISI 316

Oda Sýcaklýðý

Kaynama Noktasý

Oda Sýcaklýðý

Kaynama Noktasý

Oda Sýcaklýðý

Kaynama Noktasý

Oda Sýcaklýðý

Kaynama Noktasý

Oda Sýcaklýðý

Oda Sýcaklýðý

Oda Sýcaklýðý

Oda Sýcaklýðý

Kaynama Noktasý

Oda Sýcaklýðý

Oda Sýcaklýðý

Sýcak

Sýcak

60

Kaynama Noktasý

Oda Sýcaklýðý

Kaynama Noktasý

Kaynama Noktasý

Kaynama Noktasý

Oda Sýcaklýðý

Oda Sýcaklýðý

Oda Sýcaklýðý

Oda Sýcaklýðý

Oda Sýcaklýðý

Oda Sýcaklýðý

Oda Sýcaklýðý

Oda Sýcaklýðý

Oda Sýcaklýðý

Oda Sýcaklýðý

Oda Sýcaklýðý

100

Oda Sýcaklýðý

° °

°4

°

°3°3

° ° °

°4 °4 °4

°2 °2

°1

°

°3

°2

°4

: P

: H SO ile karýþtýrýlmýþsa2 4

: Ortamda H SO ile birlikte bulunuyorsa önlem alýnmalýdýr.2 4

: Yüksek basýnç altýnda

: Yüksek sýcaklýklarda PP

: 0.1 mm/yýl aþýnma - yüksek dayaným

: 0.1 - 1.0 mm/yýl aþýnma - orta dayaným

: 1.0 mm/yýl üstünde aþýnmanýn - düþük dayaným

: Karýncalanma (Pitting) korozyonu görülebilir


BÖLÜM 6.0


ÝÇÝN KAYNAK AÐIZI

TASARIMLARI

Östenitik paslanmaz çeliklerin ýsýl genleþme katsayýsý

yüksek olduðu için çarpýlma olasýlýðýnýn kontrol

altýnda tutulmasýnýn gerektiði kaynak aðýzý þeklinin

tasarýmý aþamasýnda mutlaka gözönüne alýnmalýdýr.

Baðlantýyý oluþturacak kaynak metalinin hacmi gerekli

mekanik özellikleri saðlayan en düþük boyutta

olmalýdýr. Kalýn kesitli parçalarýn kaynaðýnda "V"

kaynak aðýzýna oranla daha düþük hacime sahip olan

"U" kaynak aðýzýnýn kullanýlmasýnda yarar vardýr

(Þekil-14c). Eðer baðlantý bölgesinin her iki tarafýndan

da kaynak yapma olanaðý varsa "Çift Taraflý U" veya

"Çift Taraflý V" þeklinde hazýrlanan kaynak aðýzlarý

kullanýlabilir. Bu durum sadece kaynak hacmini

azaltmaz, ayný zamanda kaynaktan sonra oluþan çekme

gerilmelerinin de dengelenmesine yardýmcý olur.

Düzgün bir þekilde alýn alýna getirilen ve özenli bir

þekilde hazýrlanan kaynak aðýzlarý y

ayný

zamanda çarpýlmalarýn da en aza indirilmesi açýsýndan

çok önemlidir.

Baðlantýnýn yeri ve kaynak sýrasý, çarpýlma en az olacak

þekilde tasarlanmalýdýr. Birleþtirilecek olan parçalarýn

uygun konumda sabit durmasýný saðlamak ve kaynak

sýrasýnda, parçalarýn oynama eðilimini önlemek ama-

cýyla kuvvetli tutturma aparatlarý kullanýlabilir. Eðer

dýþarýdan gaz korumalý kaynak yöntemlerinden

herhangi biri kullanýlýyorsa, bu aparatlar sayesinde

koruyucu soy gazýn kaynaðýn dibinde oluþturduðu etki

artar ve kök paso atýlýrken karþýlaþýlan oksitlenme riski

önlenir.

üksek kaliteye

sahip kaynak dikiþlerinin elde edilebilmesi ve

B ö l ü m 6 . 0 - P a s l a n m a z Ç e l i k l e r Ý ç i n K a y n a k A ð ý z ý Ta s a r ý m l a r ý

2 5

Bu durum özellikle, kaynak metalinin sulandýktan

sonra koruyucu gazla birlikte baðlantýnýn kök bölge-

sinde kolaylýkla akmasýna olanak saðlayan halka

þekline getirilmiþ ilave ara dolgu malzemelerin kulla-

nýldýðý ve TIG kaynaðý yöntemiyle gerçekleþtirilen

kaynaklý boru baðlantýlarýnda çok önemlidir.

Boru kaynaklarýnýn özellikle kök paso uygulama-

larýnda TIG kaynak yöntemi ile birlikte kullanýlan ve

bilinen dolgu metalleri ile ayný kimyasal analize sahip

olan halka þeklindeki ilave ara dolgu malzemeleri

Þekil-15'de belirtilmiþtir.

Kaynak bölgesinin yakýnýnda bakýr soðutucular

kullanýlacak ise yüzeylerinin nikel kaplý olmasýna özen

gösterilmelidir. Bakýr eðer ýsýnýn etkisi altýnda kalan

bölgenin yüksek sýcaklýða sahip bölümü ile temas

ederse eriyebilir ve östenitik paslanmaz çeliðin tane

sýnýrlarýna doðru nüfuz ederek burada gevrek bir yapý-

nýn oluþmasýna neden olabilir.

Þekil-14 Östenitik Paslanmaz Çelik Borulardaki Tipik Kaynak Aðýzý Tasarýmlarý

A = 37.5° ± 2.5°B = 10° ± 1°C = 1.6 mm ± 0.8 mm

D = 2CE = maks. 30°R = 6.4 mm

C

A

( a )

A

( d )

C

( b )

A

B

A

CE

D

( e )

B

C

R

( c )

AWS D10.4

B ö l ü m 6 . 0 - P a s l a n m a z Ç e l i k l e r Ý ç i n K a y n a k A ð ý z ý Ta s a r ý m l a r ý

Þekil-15 Parça Aralarýna Konulan Standart Ürünler (Ýnsörtler)

AWS D10.4çizimler ölçeksizdir

( a )

"A" Formu (EB)

( d )

"G" Formu

( e )

"Y" Formu

( c )

"K" Formu

( b )

"J" Formu

2 6

BÖLÜM 7.0

DOLGU METALÝNÝN

SEÇÝMÝ

Paslanmaz çeliklerin kaynaðýnda kullanýlan dolgu

malzemeleri; örtülü elektrodlar (AWS A5.4), dolu

teller ve metal özlü teller (AWS A5.9) ve flaks özlü

teller (AWS A5.22) þeklinde üretilirler. AWS'nin

"Dolgu Metalleri Karþýlaþtýrma Tablolarý" konulu

yayýnýndan çeþitli elektrodlar, dolu teller ve özlü teller-

le (metal/flaks) ilgili detaylý bilgiler elde edilebilir.

Bu tablolar incelendiðinde, hemen hemen her bir

östenitik paslanmaz çelik tipi için uygun bir dolgu

malzemesinin kolaylýkla elde edilebileceði görül-

mektedir. Ancak buna karþýn birçok dolgu alaþýmý,

sadece belirli üreticiler tarafýndan düþük miktarlarda

üretilmekte ve bu nedenle kolayca temin edileme-

mektedir. Örneðin, E219-16 ve E240-16 elektrodlarý

sadece iki Amerikan firmasý tarafýndan üretilmektedir.

Buna karþýn daha sýk kullanýlan, E308-16, E308L-16,

E309-16, E310-16, E316-16, E316L-16 ve E347-16

elektrodlarý Amerika'da yaklaþýk olarak 40 firma, diðer

ülkelerde ise 25-30 firma tarafýndan üretilmektedir.

Elektrodlarýn büyük bir bölümü; bazik karakterli

(sadece DC ile kullanýlan, -15 grubu, kalsiyum kar-

bonat esaslý örtü), rutil karakterli (AC ve DC ile

kullanýlan, -16 grubu, titanyum dioksit esaslý örtü) ya

da asit karakterli (özellikle oluk ve yatay pozisyonda

AC ve DC ile kullanýlan, -17 grubu) bir örtüye sahiptir

ve standart ya da düþük karbonlu olarak üretilmektedir.

B ö l ü m 7 . 0 - D o l g u M e t a l i n i n S e ç i m i

2 7

Örtülü elektrod olarak üretilen birçok alaþým; dolu tel,

metal özlü tel ya da flaks özlü tel olarak da

üretilebilmekte, birkaç tanesinin ise sadece örtülü

elektrodlarý bulunmaktadýr. Bunlar E310H, E310Nb,

E310Mo ve E330H'dýr. Daha önce de belirtildiði gibi,

östenitik paslanmaz çeliklerin kaynaðýnda kullanýlan

dolgu metallerinin özellikleri ana metalinki ile ayný ya

da ondan daha üstün olmalýdýr. Eðer ana metal ile bire

bir ayný özelliðe sahip dolgu metali bulunamýyorsa,

daha yüksek alaþýmlý bir dolgu metali kullanýlabilir.

Ana metal ile tamamen ayný özelliðe sahip olmayan

kaynaklý baðlantýlarda kullanýlan farklý tipte östenitik

paslanmaz çelik elektrodlar vardýr. 201, 202, 205, 216,

301, 302, 304 ve 305 bu ana malzemelerin en tipik

örnekleridir. Bu malzemelerin kaynaðý için önerilen

dolgu malzemelerinin içerdikleri Cr ve Ni miktarlarý

ana metalin Cr ve Ni içeriðinden daha yüksek seviyede

olmalýdýr. Örneðin, 308 türü dolgu malzemeleri 301,

302, 304 ve 305 türü metallerin kaynaðýnda kulla-

nýlabilir. Bunun yanýnda; eðer 209, 219 ve 240 türü

dolgu malzemelerinin temin edilmesinde sorun

yaþanýyorsa, 201, 202, 205 ve 216 türü metallerin

kaynaðýnda da yine 308 türü dolgu malzemeleri

kullanýlabilir. Östenitik, ferritik ve martenzitik tipteki

paslanmaz çeliklerin kaynaðýnda kullanýlan örtülü

elektrodlar, dolu teller, metal özlü teller ve flaks özlü

teller Tablo-XI, XII ve XIII'de sýrayla listelenmiþtir.

316L gibi modifiye edilmiþ ana metaller, E316L,

ER316L veya E316LT-X gibi ayný modifikasyona

sahip dolgu malzemeleri ile kaynak edilmelidir.

Çökelme yoluyla sertleþebilen paslanmaz çeliklerin

kaynaðýnda kullanýlan ve 17-4PH yapýsýnda olan E630

türü örtülü elektrodlar ve ER630 türü çýplak teller

dýþýnda kalan diðer dolgu malzemeleri, AWS tara-

fýndan hazýrlanan dolgu metalleri ile ilgili karþýlaþtýrma

tablolarýnda ya da herhangi bir þartnamede yeralma-

maktadýr. Çökelme yoluyla sertleþebilen bazý paslan-

maz çeliklerin kaynaðýnda kullanýlan örtülü elektrodlar

ve dolu teller Tablo-XIV'de listelenmiþtir. Bu tabloda

ayrýca, ana metal ile birebir ayný özellikte olmayan

standart yapýdaki ve nikel esaslý dolgu malzemeleri de

bulunmaktadýr.

Eðer uygulamada yüksek dayaným ve korozyon direnci

isteniyorsa, ana metal ile ayný ya da çok benzer kimya-

sal analize sahip bir dolgu metallerinin kullanýlmasý

gerekmektedir. Mümkünse, martenzitik ve yarý öste-

nitik esaslý alaþýmlarda, kaynak dikiþine çözeltiye alma

ve yaþlandýrma ýsýl iþlemi uygulanmalýdýr. Eðer bu

mümkün olmuyorsa, kaynaktan önce parçalara çözel-

tiye alma tavý uygulanmalý, kaynaktan sonra ise yaþlan-

dýrma ýsýl iþlemi yapýlmalýdýr.

Çökelme yoluyla sertleþebilen östenitik tipteki paslan-

maz çeliklere, çatlama problemine neden olacaðý için

kaynak iþleminden sonra ýsýl iþlem uygulanmamalýdýr.

Dolayýsýyla, bu alaþýmlar zor kaynak edilebilir, hatta

bazýlarý kaynak edilemeyen alaþýmlar olarak da kabul

edilir. Bu alaþýmlarýn kaynaðýnda, özellikle yüksek

dayanýma sahip kaynak metali gerektirmeyen durum-

larda, nikel esaslý ve konvansiyonel tipteki östenitik

dolgu metalleri kullanýlabilir. Çünkü, düþük dayanýma

sahip dolgular soðuma sýrasýnda kolay genleþir ve ana

metalin ýsýdan etkilenen ve çatlamaya karþý hassasiyeti

yüksek olan bölgesinde oluþan gerilmelerin olumsuz

etkisini en aza indirir. Nikel esaslý ve konvansiyonel

tipteki östenitik dolgu malzemeleri, çökelme yoluyla

sertleþebilen diðer paslanmaz çelikler üzerinde gerçek-

leþtirilen ve yüksek dayaným þartý aranmayan kaynaklý

baðlantýlarda da kullanýlabilir.

17-4PH, AM350 ve AM355 gibi martenzitik ve yarý-

östenitik paslanmaz çeliklerin kaynaðýnda örtülü

elektrodlar kullanýlabilir. Çünkü bu tür dolgu metalleri,

koruma altýndaki metal arkýnda yanarak yok olabilen

titanyum ve alüminyum gibi alaþým elementleri

içermez. Bu yöntemle her türlü pozisyonda kaynak

yapýlabilir. Elektrodlar kuru olmalý ve daha önce de

belirtildiði gibi, diðer paslanmaz çelik ve düþük

hidrojenli elektrodlarýnkine benzer þartlarda depo-

lanmalý ve taþýnmalýdýr.

Konvansiyonel paslanmaz çeliklerin kaynaðý için

saðlanan kaynak þartlarý, çökelme yoluyla sertleþebilen

paslanmaz çeliklerin birleþtirilmesi uygulamalarý için

de genellikle uygundur. Oksidasyonu, krom kaybýný ve

azot giriþini en aza indirmek için ark mesafesinin kýsa

tutulmasýnda yarar vardýr.

AMS 5827B (17-4PH) türü kaynak elektrodlarý

17-7PH türü paslanmaz çeliklerin kaynaðýnda kulla-

nýlabilir ve eðer yýðýlan kaynak metali ana metal ile

yüksek oranda karýþabilirlik özelliði gösterebiliyorsa,

uygulanacak olan ýsýl iþlemden iyi bir sonuç elde

edilebilir.

2 8


2 9

201

202

205

216

301

302

304

304H

304L

304LN

304N

304HN

305

308

308L

309

309S

309SNb

309NbTa

310

310S

312

314

316

316H

316L

316LN

316N

317

317L

321

321H

329

330

330HC

332

347

347H

348

348H

Nitronic 33

Nitronic 40

Nitronic 50

Nitronic 60

(AWS - Dolgu Metallerine Ait Karakteristikler : A5.4, A5.9, A5.22)

Önerilen Dolgu Metali

TABLO XI - Östenitik Paslanmaz Çelik Dolgu Metalleri

Paslanmaz Çelik Ana Metal

Hadde

CF-20

CF-8

CF-3

CH-20

CH-10

CK-20

CE-30

CF-8M

CF-12M

CF-3M

CG-8M

HT

CF-8C

DökümÖrtülü

ElektrodlarDolu Teller

Metal Özlü TellerFlaks

Özlü Teller

E209, E219, E308

E209, E219, E308

E240

E209

E308

E308

E308, E309

E308H

E308L, E347

E308L, E347

E308, E309

E308H

E308, E309

E308, E309

E308L, E347

E309, E310

E309L, E309Nb

E309Nb

E309Nb

E310

E310Nb, E310

E312

E310

E316, E308Mo

E316H, E16-8-2

E316L, E308MoL

E316L

E316

E317, E317L

E317L, E316L

E308L, E347

E347

E312

E330

E330H

E330

E347, E308L

E347

E347

E347

E240

E219

E209

ER209, ER219, ER308

ER209, ER219, ER308

ER240

ER209

ER308

ER308

ER308, ER309

ER308H

ER308L, ER347

ER308L, ER347

ER308, ER309

ER308H

ER308, ER309

ER308, ER309

ER308L, ER347

ER309, ER310

ER309L

ER310

ER310

ER312

ER310

ER316, ER308Mo

ER316H, ER16-8-2

ER316L, ER308MoL

ER316L

ER316

ER317

ER317L

ER321

ER321

ER312

ER330

ER330

ER330

ER347

ER347

ER347

ER347

ER240

ER219

ER209

ER218

E308T-X

E308T-X

E316T-X

E308T-X

E308T-X

E308T-X, E309T-X

E308LT-X, E347T-X

E308LT-X, E347T-X

E308T-X, E309T-X

E308T-X, E309T-X

E308T-X, E309T-X

E308LT-X, E347T-X

E309T-X, ER310T-X

E309LT-X, E309NbLT-X

E309NbLT-X

E309NbLT-X

E310T-X

E310T-X

E312T-3

E310T-X

E316T-X, E308MoT-X

E316T-X, E308MoT-X

E316LT-X, E308MoLT-X

E316LT-X

E316T-X

E317LT-X

E317LT-X

E308LT-X, E347T-X

E347T-X

E312T-3

E347T-X, E308LT-X

E347T-X

E347T-X

E347T-X


405

409

429

430

430F

430FSe

434

442

444

446

26-1



TABLO XII - Ferritik Paslanmaz Çelik Dolgu Metalleri


Hadde

CB-30

CC-50

DökümÖrtülü



Özlü Teller

E410NiMo, E430

E430

E430

E430

E442, E446

E316L

E446

ER410NiMo, ER430

ER409, AM363, EC409

ER409Nb

ER430

ER430

ER430

ER434

ER442

ER316L

ER446

ER26-1

E410NiMoTX-X

E409TX-X

E430TX-X

E430TX-X

E430TX-X

403

410

410S

414

416

416Se

416PlusX

420

420F

431

440A

440B

440C

2205

2304

255


TABLO XIII - Martenzitik ve Çift Fazlý Paslanmaz Çelik Dolgu Metalleri


Hadde

CA-15

CA-90

CB-30

CA-6NM

CA-15

DökümÖrtülü



Özlü Teller

E410

E410, E410NiMo

E410NiMo

E410

E410

E410, E430

E410, E430

*

*

*

E410NiMo

E430

E2209

E2209

E2553

ER410

ER410, ER410NiMo

ER410NiMo

ER410

ER312, ER410

ER312

ER312

ER420, ER410

ER312

ER410

ER410NiMo

ER430

ER2209

ER2209

ER2553

E410TX-X

E410TX-X, E410NiMoTX-X

E410NiMoTX-X

E410TX-X

E410TX-X

E410TX-X

E410NiMoTX-X

E430TX-X


*) Kaynak Edilmesi Önerilmez

3 0


17-4PH

ve

15-5PH

Stainless W

(a = AWS A5.11-90, Nikel ve Nikel Alaþýmlý Örtülü Elektrodlara Ait Karakteristikler)

(b = AWS A5.14-89, Nikel ve Nikel Alaþýmlý Kaynak Tellerine Ait Karakteristikler)


TABLO XIV - Çökelme Yoluyla Sertleþebilen Paslanmaz Çelik Dolgu Metalleri


GösterimiUNS

NumarasýÖrtülü

Elektrodlar

ÇubukKaynakTelleri

Farklý Yapýdaki ÇökelmeYoluyla Sertleþebilen Paslanmaz Çelikler

S17400

S15500

S17600

Martenzitik Paslanmaz Çelikler

Yarý-Östenitik Paslanmaz Çelikler

17-7PH

PH 15-7Mo

AM350

AM355

AMS 5827B, E630

(17-4PH) veya

E308

E308 veya

ENiMo-3

A-286

Östenitik Paslanmaz Çelikler

S17700

S15700

S35000

S35500

K66286

E veya ER309

E veya ER309Nb

E veya ERNiMo-3,

E veya ER309

AMS 5827B

(17-4 PH),

E308 veya E309

E308 veya E309

AMS 5774A (AM350)

AMS 5781A (AM355)

AMS 5824A

(17-7 PH)

AMS 5812C (PH 15-7Mo)

AMS 5774B (AM350)

AMS 5780A (AM355)

E veya ER310

ENiCrFe-2 veya

ERNiCr-3

E veya ER309, E veya ER310



E309 veya E310 ERNiCrFe-6 veya

ERNiMo-3

E veya ER309

E veya ER310

a

AMS 5826

(17-4PH) veya

ER308

AMS 5805C

(A-286) veya

ERNiMo-3b

3 1


Lincoln Electric Tarafýndan Üretilen ve Paslanmaz Çeliklerin Tozaltý Kaynaðýnda Kullanýlan Tozlar (Flakslar)

Lincoln Electric'in ürettiði LincolnWeld ST-100 tozaltý tozu, paslanmaz çelik kaynak

telleri ile kullanýlan alaþýmlý bir tozdur. Bu toz içerdiði krom sayesinde, ark içerisinde

oksidasyona uðrayarak kaynak metaline geçemeyen teldeki krom miktarýný denge-

lemeye yardýmcý olur.

LincolnWeld 801, 802, 880, 880M, 882 ve BlueMax 2000 tozlarý ise paslanmaz çelik

dolu tellerle kullanýlabilen nötr tozlardýr. ER347 gibi Nb içeren paslanmaz çelik dolgu

malzemelerinin oluþturduðu cüruf tabakasý BlueMax 2000 ya da 802 tozlarýnýn kulla-

nýlmasý durumunda daha kolay temizlenir. Lincolnweld 860 tozu da nötr bir toz olup

özellikle ferrit numarasýnýn düþük olmasý istenilen ve ER308L türü tellerle gerçek-

leþtirilen kaynak iþlemlerinde kullanýlýr. Ancak bu iki ürünün birlikte kullanýlmasý

durumunda yoðun ve yüzeye yapýþarak tutunan bir cüruf tabakasýnýn oluþabileceðý

gözardý edilmemelidir.

Lincoln Electric'in ürettiði tozaltý kaynaðý tozlarý aglomere edilmiþ tozlardan oluþur.

3 2

Kobatek Markalý MIG/TIG Kaynak Telleri ve Askaynak Markalý Örtülü Kaynak Elektrodlarý

MIG 307Si

MIG 308LSi *

MIG 309LSi

MIG 310

MIG 316LSi *

MIG 347Si

MIG 410NiMo

MIG 430LNb

TIG 308L *

TIG 309L

TIG 310

TIG 316L *

TIG 347

AS P-307

AS P-308 L **

AS P-308 Mn

AS P-308 Mo

AS P-309 L **

AS P-310 B

AS P-310 R

AS P-312

AS P-316 L **

AS P-316 S

AS P-318 Süper

AS P-347

C Si Mn Ni Cr Mo Nb S P AWS

C Si Mn Ni Cr Mo Nb S P AWS

Tipik Kimyasal Analiz Deðerleri (%)

0.015

0.015

0.015

0.015

0.015

0.015

0.030

0.015

0.80

0.50

0.50

0.30

0.30

0.50

2.60

0.40

0.70

0.50

18.5

20.0

23.2

26.0

18.5

19.5

12.5

18.0

8.0

10.0

13.5

20.7

12.2

9.7

5.0

0.5

7.00

1.80

1.80

1.80

1.70

1.20

0.60

0.40

0.80

0.80

0.80

0.40

0.80

0.80

0.50

0.40

0.080

0.025

0.025

0.120

0.025

0.050

0.060

0.030

0.020

0.020

0.020

0.020

0.020

0.020

0.030

0.020

(ER307Si)

ER308LSi

ER309LSi

ER310

ER316LSi

ER347Si

(ER410)

(ER430)

C Si Mn Cr Ni Mo Nb

0.10

0.03

0.10

0.05

0.03

0.10

0.10

0.10

0.03

0.06

0.04

0.03

0.40

0.80

0.50

0.35

0.80

0.60

0.60

0.90

0.70

0.70

0.90

0.90

4.50

0.70

6.00

2.50

0.70

1.70

1.70

0.80

0.80

0.60

0.80

0.70

20.0

19.0

18.0

19.0

23.0

26.0

26.0

29.0

17.0

17.0

18.0

19.0

10.0

10.0

9.0

10.0

13.0

21.0

21.0

9.0

11.0

11.0

12.0

9.5

1.00

2.50

2.90

2.90

2.50

0.50

0.50

Tipik Kimyasal Analiz Deðerleri (%) Standartý

0.030

0.030

0.135

0.030

0.080

0.40

0.45

0.50

0.45

0.45

1.80

1.80

1.80

1.80

1.80

10.5

13.5

21.0

12.5

10.0

20.0

24.0

26.0

18.5

21.0

0.30

0.30

0.50

3.00

0.80

0.025

0.025

0.025

0.025

0.025

0.030

0.030

0.030

0.030

0.030

ER308L

ER309L

ER310

ER316L

ER347

AWS A5.4

E 307-15

E 308L-16

( E 307-15 )

E 308Mo-15

E 309L-16

E 310-15

E 310-16

E 312-16

E 316L-16

( E 316-16 )

( E 318-16 )

( E 347-16 )

EN 1600

( E 18 8 Mn B 22 )

E 19 9 LR 12

E 18 8 Mn B 22

E 20 10 3 B 22

E 23 12 LR 12

E 25 20 B 22

E 25 20 R 12

E 29 9 R 12

E 19 12 3 LR 12

E 19 12 3 R 73

E 19 12 3 Nb R 12

E 19 9 Nb R 12

DIN 8556

( E 18 8 Mn B 20+ )

E 19 9 LR 23

E 18 8 Mn B 22

E 20 10 3 B 20+

E 23 12 LR 23

E 25 20 B 20+

E 25 20 R 26

E 29 9 R 23

E 19 12 3 LR 23

E 19 12 3 MPR 33

E 19 12 3 Nb R 26

E 19 9 Nb R 23

MIG Telleri

TIG Telleri

Örtülü KaynakElektrodlarý

Kaynak Telleri

Örtülü Kaynak Elektrodlarý

MIG ve TIG Kaynak Telleri


* ) Bu ürünler "KOBATEK ve STARWELD" markalarýmýz ile pazara sunulmaktadýr.

** ) AS P-308L, AS P-309L ve AS P-316L örtülü kaynak elektrodlarý "ABS" ve "DnV" Lloyd sertifikalarýna sahiptir.AS P-309L dýþýnda kalan bütün ürünler "TSE" belgelidir.

BÖLÜM 8.0

KAYNAK YÖNTEMÝNÝN

SEÇÝMÝ

Kullanýlacak dolgu metalinin türüne karar verirken

bazý faktörlerin gözönüne alýnmasýnda yarar vardýr.

Bunlarýn baþýnda; ihtiyaç duyulan dolgu metalinin

þekli, varolan kaynak donanýmý, kaynak iþleminin

boyutu ve kaynak edilen parçalarýn sayýsý gelmektedir.

8.1

ÖRTÜLÜ ELEKTROD ARK KAYNAÐI

Örtülü elektrodlar, paslanmaz çelik yapýsýnda olup,

geniþ bir ürün yelpazesine sahiptir. Bu ürünler

1.25 mm'den baþlayýp çeþitli kalýnlýklara kadar yük-

selen parçalarýn kaynaðýnda kullanýlabilir. Gözenek

oluþmamasý ve kaynak dikiþinde cüruf kalma riskinin

önlenmesi için her pasodan sonra bir sonraki pasoya

geçmeden önce yüzeydeki cüruf tabakasý iyice temiz-

lenmelidir. Örtülü elektrod kaynaðýnda kullanýlan

kaynak donanýmlarý düþük maliyetlidir, ancak bunun

yanýnda metal yýðma hýzlarýnýn da diðer yöntemlerle

karþýlaþtýrýldýðýnda çok düþük olduðu unutulmamalýdýr.

Kaynak iþleminin eðer örtülü elektrod ile gerçek-

leþtirilmesine karar verilmiþse, bir diðer önemli karar

da elektrod örtüsünün türü konusunda alýnmalýdýr.

Belirli bir elektrod tipi için bazik (-15), rutil (-16) ve

asit (-17) karakterli örtüler bulunurken, bunlar arasýn-

daki seçim temel olarak uygulanacak olan kaynak

pozisyonuna göre yapýlýr. Bazik örtülü elektrodlar

sadece DC kaynak akýmýnda kullanýlýr. Bu grupta

yeralan elektrodlar özellikle aþaðýda belirtilen durum-

larda önerilmektedir.

1. Dikey kaynak, tavan kaynaðý ve boru kaynaðý gibi

bütün pozisyonlardaki uygulamalar. Oluþan ince

cüruf tabakasý iyi bir ýslanma saðlamak ve kenar

yanýðý oluþumu riskini önlemek için yeterli hýza

sahip bir yayýlma gösterir.

2. Kalýn plakalardaki kök paso uygulamalarý. Bütün

oluk kesiti boyunca uzanan hafif dýþbükey kaynak

dikiþi çatlak oluþumunun önlenmesine yardým eder.

Rutil örtülü elektrodlar AC ya da DC kaynak akýmýnda

kullanýlabilir. Ancak mümkünse DC kaynak akýmýnýn

tercih edilmesinde yarar vardýr. Bu grupta yeralan elek-

trodlar özellikle aþaðýda belirtilen durumlarda öneril-

mektedir:

1. Büyük bir bölümü yatay pozisyonda gerçekleþtiri-

lecek olan bütün uygulamalar.

2. Bazik örtülü elektrodlarýn bulunmadýðý durumlarda,

aþaðýdan yukarýya ve tavan pozisyonundaki kaynak

uygulamalarý.

Asit örtülü elektrodlar AC ya da DC kaynak akýmýnda

kullanýlabilir. Ancak daha çok DC kaynak akýmý tercih

edilir. Bu grupta yeralan elektrodlar özellikle aþaðýda

belirtilen durumlarda önerilmektedir:

1. Minimum temizlik yapýlmasý istenen durumlarda

gerçekleþtirilen düz ve yatay pozisyondaki kaynak

uygulamalarý.

Örtülü elektrodlar düþük hidrojenli elektrodlarýnkine

benzer þekilde iþlem görmeli ve saklanmalýdýr. Bu

B ö l ü m 8 . 0 - K a y n a k Y ö n t e m i n i n S e ç i m i

3 3


elektrodlar nemli ortamlarda býrakýlmamalý ve sýzdýr-

maz ambalajlarý açýldýktan sonra ya tamamen kullanýl-

malý ya da eðer depolanacaksa 90-150°C sýcaklýktaki

taþýyýcý fýrýnlarda saklanmalýdýr. Eðer elektrodlar nemli

bir ortamda býrakýlmýþsa, üretici firmanýn önerileri

doðrultusunda kurutulmalýdýr. Kurutma sýcaklýðý

genellikle 260-320°C arasýndadýr ancak bu iþlem

430°C gibi yüksek sýcaklýklarda da gerçekleþtirilebilir.

Özel durumlarda ise üretici firmanýn önerilerinin

dikkate alýnmasýnda yarar vardýr.

Paslanmaz çeliklerin kaynaðýnda kullanýlan örtülü

elektrodlara ve çýplak ve özlü kaynak tellerine ait

ölçüler ve ürün tipleri Tablo XV'de verilmiþtir.

8.2

GAZALTI (MIG) KAYNAÐI

(GMAW - Gaz Metal Ark Kaynaðý)

Eðer kaynaklý üretim, kalýn malzemelerden veya çok

sayýda parçadan oluþan uzun baðlantýlar içeriyorsa,

dolu ya da metal özlü tellerle gerçekleþtirilen MIG

kaynaðý yöntemi en uygun seçim olacaktýr.

Dolu veya metal özlü teller MIG kaynak yönteminde

yüksek metal yýðma hýzlarý saðlamalarýna karþýn tel

sürme donanýmlarý, güç kaynaklarý ve bir soygaz

korumasý ihtiyacýný da beraberinde getirdiði için ek

maliyet artýþlarýna neden olacaktýr. Ancak bunun

yanýnda, pasolar arasýnda cüruf temizleme zorun-

luluðu bulunmamaktadýr. Dolu ve metal özlü teller;

geniþ bir aralýkta metal yýðma hýzý ve ýsý girdisi

saðlayan kýsa devre, küresel ve sprey ark türleri ile

birlikte kullanýlabilir. Bu sayede dolu ve metal özlü

kaynak telleri çok çeþitli kalýnlýklara sahip parçalarýn

kaynaðýnda kullanýlabilmektedir.

Sprey ark metal transferi ile gerçekleþtirilen MIG

kaynaðý yöntemi, 6.5 mm'den kalýn parçalarýn birleþ-

tirilmesinde kullanýlýr. Çünkü elde edilen metal yýðma

hýzý diðer metal transferlerine oranla daha yüksektir.

Kaynak yöntemleri, konvansiyonel ve çökelme

yoluyla sertleþebilen paslanmaz çeliklerinkine benzer

özelliktedir.

Koruyucu gaz olarak, ark stabilizasyonu saðlamak

amacýyla % 1-2 oranýnda oksijen içeren argon kulla-

nýlmaktadýr. Daha yüksek ark ýsýsý istenilen durumlarda

ise argon ve helyum karýþým gazý kullanýlabilir. Düþük

oranda oksijen ilavesi ark stabilizasyonunu yükseltir,

ancak oluþabilecek oksidasyon nedeniyle kaynak arký

içerisinden gerçekleþen metal transferi sýrasýnda, bazý

Kollu ya da Kolsuz

Büyük Kangala Sarýlý Teller

K300 Tipi

Standart Makaraya Sarýlý Teller

D40, D65, D100 Tipi

Makaraya Sarýlý Düþük Aðýrlýktaki Teller

1.2 ; 1.6 ; 2.0 ; 2.4 ; 2.8

3.2 ; 4.0 ; 4.8 ; 6.4

0.8 ; 0.9 ; 1.2 ; 1.6

2.0 ; 2.4 ; 2.8

0.5 ; 0.6 ; 0.8

0.9 ; 1.2

Ürünün Ticari Þekli Çap(mm)

TABLO XV - Paslanmaz Çelik Elektrodlara Ait Standart Ölçüler

Çap(inç)

3 4

Örtülü Elektrod

Boy : 230 mm

Boy : 305 mm

Boy : 350 mm

Tel

0.045 ; 1/16 ; 5/64 ; 3/32 ; 7/64

1/8 ; 5/32 ; 3/16 ; 1/4

0.030 ; 0.035 ; 0.045 ; 1/16

5/64 ; 3/32 ; 7/64

0.020 ; 0.025 ; 0.030

0.035 ; 0.045

1.6 ; 2.0 ; 2.4

2.4

3.2 ; 4.0 ; 4.8 ; 6.4

1/16 ; 5/64 ; 3/32

3/32

1/8 ; 5/32 ; 3/16 ; 1/4

çökelme yoluyla sertleþebilen türdeki dolgu malzeme-

lerinde bulunan alüminyum ve titanyum alaþým ele-

mentleri kayýba uðrayabilir. Bu olay sonucunda ise,

kaynak metalinin ýsýl iþleme karþý gösterdiði davra-

nýþlarda azalma olabilir.

Düz pozisyonda gerçekleþtirilen kaynak uygulama-

larýnda, genellikle sprey ark ile metal transferi tercih

edilmektedir. Diðer kaynak pozisyonlarýnda ise yoðun

olarak; helyum ile zenginleþtirilmiþ % 90 Helyum +

% 7.5 Argon + % 2.5 Karbondioksit karýþým gazý

korumasý ile kýsa devreli metal transferi ya da düþük

miktarda oksijen ya da karbondioksit ilave edilen

Argon veya Argon + Helyum karýþým gazý korumasý ile

palslý sprey ark metal transferi kullanýlmaktadýr.

8.3

ÖZLÜ TEL ARK KAYNAÐI

Flaks özlü teller temel olarak, dolu tellerle ve metal

özlü tellerle ayný tel sürme donanýmlarýný ve güç

ünitelerini kullanýrlar. Bu gruptaki teller; gaz korumasý

gerektilen (AWS Sýnýfý EXXXTX-1 veya EXXXTX-4)

ya da gaz korumasý gerektirmeyen (AWS Sýnýfý

EXXXTO-3) teller olarak iki türde üretilmektedirler.

"-1" ifadesi CO gazý korumasýný, "-4" ifadesi ise 2

% 75 Ar + % 25 CO karýþým gazý korumasýný ifade 2

eder. MIG kaynaðý yönteminde karbondioksit gazý

korumasý önerilmemesine karþýn, flaks özlü tellerle

gerçekleþtirilen kaynak uygulamalarýnda dikiþ yüze-

yinde oluþan cürufun kaynak metalini karbon birik-

mesine karþý korumasý nedeniyle bu gaz sýk olarak

kullanýlmaktadýr. EXXXTO-3'ün gaz korumasý ile

birlikte kullanýlmasý yapýda yüksek oranda ferrit

oluþmasýna, EXXXTX-1 veya EXXXTX-4'ün koru-

yucu gazla birlikte kullanýlmamasý ise yapýda çok

düþük oranda ferrit oluþmasýna, hatta hiç ferrit

oluþmamasýna ve gözenek oluþumu riski ile karþýlaþýl-

masýna neden olur. Dolu teller, metal özlü teller ve flaks

özlü teller sahip olduklarý sürekli yapýlarý sayesinde,

örtülü elektrod kaynaðýndakinin aksine, elektrod

deðiþtirmek için sýk sýk ara vermeden kaynak yapmaya

olanak saðlarlar.

8.4

TIG KAYNAÐI

(GTAW-Gaz Tungsten Ark Kaynaðý)

Elle ve otomatik olarak gerçekleþtirilen TIG kaynaðý

yöntemleri, kalýnlýðý 6.5 mm'ye kadar olan konvansi-

yonel ve çökelme yoluyla sertleþebilen türdeki paslan-

maz çeliklerin birleþtirme kaynaðý uygulamalarýnda

yoðun olarak kullanýlýr.

Genel olarak, düþen gerilim/akým (volt-amper) karak-

teristiðine sahip güç ünitelerinin kullanýlmasý, doðru

akým (DC) ve elektrodun negatif (-) kutuba baðlanmasý

tercih edilir. Bunun yanýnda, alüminyum içeren ve

çökelme yoluyla sertleþebilen paslanmaz çeliklerin

kaynaðýnda, ark temizleme etkisinden dolayý bazen

alternatif kaynak akýmý da (AC) kullanýlmaktadýr.

Kaynak iþlemi genellikle doðru akýmda ve elektrod

pozitif (+) kutuba baðlanarak gerçekleþtirilir. Orta

derecede nüfuziyet ve iyi bir ark kararlýlýðý saðlamak

için alternatif akým da kullanýlabilir.

Dolgu metalinin kimyasal analizi, kullanýlan kaynak

telinin analizine baðlý olduðu için, toza katýlan her bir

alaþým elementi, krom oksidasyonu ve oluþan oksidin

cürufa karýþmasý, toz seçimi ve kaynak þartlarý çok

özenli bir þekilde kontrol edilmelidir. Kaynak gerilimi,

kaynak akýmý ve kaynak hýzýndaki dalgalanmalar ise;

eriyen toz miktarý, kaynak dolgusunun analizi ve ferrit

içeriði üzerinde etkili olmaktadýr.

8.5

TOZALTI KAYNAÐI

Tozaltý kaynaðý yöntemi genellikle 12 mm'den daha

kalýn olan ve çoðunluðunu östenitik tipteki paslanmaz

çeliklerin oluþturduðu malzemelerin kaynaðýnda tercih

edilir. Bu yöntem, kaynak metali içerisinde ferrit

bulunma ihtimalinin olmadýðý 310 ya da 330 kalite gibi

östenitik tip paslanmaz çeliklerin kaynaðýnda görülen

sýcak çatlama probleminden kaçýnmanýn en iyi yoludur.


3 5

Ferrit numarasýnýn 4'den az olmasý gereken durumlar

hariç, östenitik paslanmaz çeliklerin çoðunun kayna-

ðýnda ER308, ER309 ve ER316 gibi konvansiyonel

tipteki östenitik paslanmaz çelik kaynak telleri konvan-

siyonel paslanmaz çelik kaynak tozlarý ile birlikte

kullanýlabilir.

Martenzitik ve çökelme yoluyla sertleþebilen paslan-

maz çeliklerin kaynaðýnda ana metal ile ayný dayanýma

sahip kaynak dikiþlerinin elde edilmesi gerekiyorsa,

özel kaynak yöntemlerinin ve özel kaynak tozlarýnýn,

dolgusunun elde edilmesine olanak saðlayan doðru

dolgu metalleri ile birlikte kullanýlmasý gerekmektedir.

Eðer özel kaynak tozlarý kullanýlmýyorsa, kaynak

metali büyük olasýlýkla ýsýl iþleme cevap vermeyecek-

tir. Bu durum özellikle; metal ve cüruf arasýnda oluþan

reaksiyonlar nedeniyle alüminyum kayýplarýnýn mey-

dana geldiði alüminyum içerikli tel elektrodlarla ger-

çekleþtirilen uygulamalarda büyük önem taþýmak-

tadýr.

Tozaltý tozlarý ve kaynak prosedürleri ile ilgili öneriler

için paslanmaz çelik toz üreticilerine danýþýlmasýnda

yarar vardýr.

kaynak sonrasý ýsýl iþlemlere cevap verecek bir kaynak


3 6

BÖLÜM 9.0


ÝÇÝN KAYNAK

YÖNTEMLERÝ

Kaynak aðýzý ile ilgili baðlantý tasarýmýna karar

verdikten ve kaynak yöntemini ve uygun dolgu mal-

zemezini seçtikten sonra sýra kaynak prosedürünün

belirlenmesine gelir. Bütün yöntemlerde baðlantýnýn

gerçekleþtirileceði yüzeylerin ve kullanýlacak olan

dolgu malzemesinin temiz olmasý, oksit veya herhangi-

bir kir tabakasýndan iyice arýndýrýlmýþ olmasý gerek-

mektedir. Özellikle alevle kesme yöntemlerinden biri

kullanýlarak hazýrlanan kaynak yüzeyleri, oluþan oksit

tabakasýnýn giderilmesi için mutlaka temizlenmelidir.

Kaynak aðýzýnýn hazýrlanmasý sýrasýnda pürüzlü

kesilmiþ kenarlarýn kir barýndýrmamasýna özen

gösterilmelidir.

Paslanmaz çeliklerin ark kaynaðýnda çarpýlma riskinin

en aza indirilmesi ve ýsýdan etkilenen bölgedeki hassa-

siyetinin azaltýlmasý için ýsý girdisinin en düþük

seviyede tutulmasý zorunludur. Bu durum özellikle

standart ya da stabilize edilmemiþ östenitik tip

paslanmaz çelikler için çok önemlidir.

9.1

ÖRTÜLÜ ELEKTROD ÝLE

ARK KAYNAÐI YÖNTEMÝ

Bütün paslanmaz çelik elektrod örtülerinin nem almasý

önlenmelidir. Bu elektrodlar genellikle sýzdýrmazlýðý

saðlanmýþ kapalý kutularda birkaç ay boyunca

bozulmadan depolanabilir. Buna karþýn, kutu açýl-

dýktan sonra elektrod örtüsü nem almaya baþlar ve

ortamdaki hava þartlarýna baðlý olarak, dört saat açýkta

kaldýktan sonra yeniden kurutma iþlemi uygulan-

masýna gerek duyulabilir. Aksi durumda özellikle ark

baþlangýcýnda gözenek oluþumu ile karþýlaþýlýr.

Genellikle 260-316°C'da 1 saat süre ile gerçekleþ-

tirilen yeniden kurutma iþlemi elektrodlarýn orijinal

özelliklerini kazanmasýna yardýmcý olur. Bunun

yanýnda elektrodlarýn kullanýlana kadarki süre

içerisinde 150°C sýcaklýða sahip fýrýnlarda saklan-

masýnda büyük yarar vardýr. Malzemeler ve yöntemler

arasýndaki farklýlýklar nedeniyle özellikle yoðun

miktarda elektrod kullanýmýnýn sözkonusu olduðu

durumlarda üretici firmalara danýþýlmalýdýr.

DC elektrodlar (EXXX-15) sadece DC akýmda kulla-

nýlýr, nüfuziyetleri oldukça iyidir ve dikiþ profili hafif

dýþbükeydir. Bu elektrodlar özellikle aþaðýda belirtilen

durumlarda tercih edilir :

· Dik kaynak ve tavan kaynaðý, boru kaynaðý gibi

bütün uygulama pozisyonlarý. Cüruf hýzlý katýlaþma

özelliðine sahiptir.

· Kalýn kesitli parçalardaki kök paso uygulamalarý.

Bütün oluk kesiti boyunca uzanan hafif dýþbükey

kaynak dikiþi çatlama riskinin önlenmesine olanak

saðlar.

· Hiç ferrit içermeyen tamamen östenitik tip paslan-

maz çeliklerin kaynaðý.

3 7

Bö l üm 9 . 0 - Pas l anm az Çe l i k l e r Ý ç i n K aynak Y ön t em l e r i

AC-DC elektrodlar (EXXX-16 ve EXXX-17) DC güç

ünitelerinin bulunduðu durumlarda sürekli DC akým ile

kullanýlýr. Elde edilen köþe kaynaðýnýn profili düzden

(EXXX-16) hafif dýþbükeye (EXXX-17) doðru deðiþir.

Bunun yanýnda kaynak yüzeyi sadece DC akýmda

kullanýlan EXXX-15 türü elektrodlarýnkine göre daha

düzgündür ve nüfuziyet daha azdýr. Yoðun cüruf

oluþumu durumunda kaynak metalinin içine cüruf

karýþmamasýna çok dikkat edilmelidir. Bu elektrodlar

özellikle yatay köþe kaynaðýnda ve diðer bütün düz

kaynak pozisyonlarýnda kullanýlýrlar. EXXX-16 türü

elektrodlar kalifiye kaynakçýlar tarafýndan bütün

kaynak pozisyonlarýnda kullanýlabilir. EXXX-17 türü

elektrodlar da bütün pozisyonlarda kullanýlabilir.

Ancak aþaðýdan yukarýya doðru gerçekleþtirilen

kaynak uygulamalarýnda EXXX-16 türü elektrodlara

göre daha geniþ salýnýmlar gerektirirler.

Temizlik : Yüksek kalitede kaynak baðlantýlarýnýn

elde edilebilmesi için baðlantý bölgelerinin temiz ve

kuru olmasý gerekir. Elektrikli aletlerle fýrçalama,

yaðdan arýndýrma, pas giderme, taþlama ve yüzeysel

silme gibi temizleme iþlemlerinden hangisinin

uygulanacaðý kirliliðin miktarýna ve türüne baðlýdýr.

Bunlardan bazýlarý aþaðýda belirtilmiþtir :

· Nem, ýsýtma yoluyla ya da kuru hava üflenerek

alýnmalýdýr (hava akýmýnda nem bulunmamasýna

dikkat edilmelidir). Yüksek nem içeren ortamlarda

baðlantý bölgesinde bir gecede bile nem toplanabil-

mektedir.

· Boya, çapak yapýþmasýný önleyen madde artýklarý,

yaðlý kalem izleri, kesme sývýlarý, koruyucu kaðýt-

lardan kalan yapýþkanlar ve sýzýntý testinde

kullanýlan sabun artýklarý gibi organik artýklar

ortamdan uzaklaþtýrýlmalýdýr.

· Alev ya da talaþ kaldýrma yoluyla gerçekleþtirilen

kesme uygulamalarýnda kenarlarda biriken kir ve

oksit artýklarý temizlenmelidir.

· Daha önce galvanizli çelikler üzerinde kullanýlmýþ

olan fýrçalar ve takýmlardan kaynaklanan çinko

kirliliði giderilmelidir. Çinko kirlenmesi çatlamaya

neden olacaðý için sadece paslanmaz çelikler için

üretilen paslanmaz çelik tel fýrçalar kullanýlmalýdýr.

· Paslanmaz çelik malzemeyi sabitlemek ve konum-

landýrmak için kullanýlan bakýr aparatlarýn sürtün-

mesi sonucu yüzeyde oluþan bakýr kirlenmesi

çatlamalara neden olacaðý için mutlaka önlem

alýnmalýdýr.

Kaynak Teknikleri : Paslanmaz çelik elektrodlarla

gerçekleþtirilen kaynak uygulamalarý düþük hidrojenli

yumuþak çelik yapýsýndaki elektrodlardakine benzer

tekniklerin kullanýlmasýný gerektirir. Kýsa ark mesafesi

ile çalýþýlmalý ancak örtünün kaynak banyosuna

deðmesi önlenmelidir. Bazý demirtozlu elektrodlar ise

oluk ve yatay pozisyonda gerçekleþtirilen uygula-

malarda ana metale sürtünerek kullanýlacak þekilde

tasarlanmýþtýr. Islatma kabiliyeti yüksek damlalarýn

oluþturduðu düz kaynak dikiþleri sayesinde özellikle

derin kaynak aðýzlarýnda cürufun kolay kalkmasý sað-

lanýr. Krater çatlaklarýný önlemek için ark kesilmeden

önce bütün kraterler duldurulmalýdýr. Bir sonraki elek-

troda geçmeden önce dikiþ sonunda bulunan cüruf

iyice temizlenmeli, ikinci paso uygulamalarýna ise

alttaki dikiþin yüzeyi tamamen temizlendikten sonra

baþlanmalýdýr. Derin oluklu alýn kaynaðý uygulama-

larýnda, kök paso atýlýrken her iki plakayý da yeterli

miktarda eritecek ve aradaki açýklýðý kapatmaya

yetecek bir nüfuziyet gerçekleþtirilmelidir. Aþýrý nüfu-

ziyetin ise çatlak oluþumuna neden olacaðý unutul-

mamalýdýr.

Dik ve tavan pozisyonlarýnda 4 mm'den kalýn çaplý

elektrodlar kesinlikle kullanýlmamalýdýr. DC elek-

trodlar (EXXX-15) tercih edilse de AC-DC elektrodlar

(EXXX-16) aþaðýdan yukarýya pozisyondaki uygula-

malarda DC akým ile kullanýlabilir. Kalýn plakalarýn

aþaðýdan yukarýya kaynaðýnda, üçgen ve ters-V salýným

teknikleri uygulanabilir. Ýnce plakalarýn yukarýdan

aþaðýya kaynaðýnda ise dar dikiþler ile çalýþýlmasýnda

yarar vardýr.

Aþaðýdan yukarýya pozisyonlarda, EXXX-17 türü

AC-DC kaynak elektrodlarýnýn kullanýmý EXXX-16

türü elektrodlarýnkine göre daha zordur. Bu durumda

daha geniþ salýnýmlarla çalýþýlmasý gerekmektedir.

38

Böl üm 9 . 0 - Pas l anm az Ç e l i k l e r Ý ç i n Kaynak Y ön t em l e r i

Uygun kaynak tekniklerinin kullanýlmasý, çarpýlma-

larýn önlenmesi açýsýndan çok önemlidir. Yeterli

nüfuziyeti saðlayan en düþük kaynak akýmý ile

çalýþýlmasý iþ parçasýna olan ýsý giriþini azaltacaktýr

(Tablo-XVI). Düþük kaynak hýzlarýnda ince kaynak

dikiþleri ile çalýþýlýrken yüksek hýzlarda kalýn dikiþler

kullanýlabilir. Eðer elektroda salýným verilmesi

gerekiyorsa salýným geniþliðinin elektrod çapýnýn 2.5

katý ile sýnýrlý tutulmasý uygun olacaktýr.

Çarpýlmalarýn önlenmesi için alýnan diðer önlemler

aþaðýda yeralmaktadýr :

· Parçalarý uygun konumda tutabilmek için saðlam ve

hareket etmeyen sabitleme elemanlarý kullanýl-

malýdýr.

· Kaynaðýn alt kýsmýnda altlýklar, yanlarýnda ise

soðutma çubuklarý kullanýlmalýdýr. Östenitik tip

paslanmaz çeliklerin hýzlý soðutulmasý zararlý deðil

yararlýdýr. Soðutma çubuðu malzemesi olarak eðer

bakýr kullanýlýyorsa, ýsýdan etkilenen bölge sýcak-

lýðýnýn bakýrýn erime sýcaklýðýný aþtýðý durumlarda

bakýrýn paslanmaz çelik ana malzemenin tane

sýnýrlarýna doðru nüfuz etmemesine dikkat edil-

melidir. Bu olasýlýðý önlemek için bakýr altlýðýn nikel

plaka ile kaplanmasý yararlý olacaktýr.

· Yumuþak çeliklerde olduðu gibi, atlamalý kaynak ya

da ters adýmlý kaynak yöntemleri kullanýlarak

uygulama için en uygun olan kaynak sýrasý önceden

belirlenmelidir.

Paslanmaz Çeliklerin Diðer Çeliklerle Olan Birleþ-

tirme Uygulamalarý : Bazý durumlarda, yumuþak

çelikler üzerinde paslanmaz çelik kaynak metalleri

kullanýlýr. Alaþýmsýz çelikten imal edilen tank ve

depolarýn paslanmaz çelikle kaplanmasý en sýk

karþýlaþýlan örneklerdir. Bu gibi durumlarda, yumuþak

çeliðin paslanmaz çelik kaynak dolgusunda meydana

getireceði karýþýmýn istenmeyen bir alaþým oluþtur-

masýný engellemek amacýyla, yüksek alaþýmlý paslan-

maz çelik elektrodlar kullanýlmalýdýr.

3 9


Karbon Çeliðiveya DüþükAlaþýmlý Çelik

Paslanmaz ÇelikElektrodla YüzeyinKaplanmasý

PaslanmazÇelik

Þekil - 16 Yumuþak Çeliðin Paslanmaz Çeliðe Birleþtirilmesinde Kullanýlan Yüzey Kaplama (Sývama) Yöntemi

Þekil - 17 Yumuþak Çelik Yüzeyinin Paslanmaz Çelik Tabaka ile Kaplanmasýnda Uygulanan Yöntemler

PuntoKaynaðý

DüþükAlaþýmlý Çelik

Paslanmaz ÇelikKaynak Dikiþi

(a)

(b)

Ýki PasoluBindirme Kaynaðý

(c)

ÇentikliBindirmeKaynaðý

(d)

40


*) DC (-) kullanýn.Not : Kaynak akýmý % 10 yükseltilerek AC kullanýlabilir. EXX-15 türü elektrodlar kaynak akýmý % 10 azaltýlarak kullanýlabilir.

Kaynak Pozisyonu :

Düz

Kaynak Kabiliyeti :

Ýyi

1.3

1

E3XX-16

2.0

40 *

5.9-6.8

0.030

0.0436

0

0

Parça Kalýnlýðý (mm)

Paso Sayýsý

Elektrod Sýnýfý

Elektrod Çapý (mm)

Akým (amp) DC (+)

Kaynak Hýzý (mm/sn)

Tüketim (kg/m)

Kaynak Süresi (saat/m)

Aðýz Aralýðý (mm)

Kök Yüksekliði (mm)

2.0

1

EXX-16

2.4

60

4.9-5.3

0.057

0.0548

0.8

0

3.6

1

E3XX-16

3.2

85

3.6-4.0

0.119

0.0728

0.8

0

4.8

1

E3XX-16

4.0

125

2.8-3.1

0.223

0.0938

1.6

1.6

1

4.0

125

2.4-2.7

2

4.8

160

3.2-3.6

6.4

E3XX-16

0.506

0.1913

2.4

1.6

1

4.0

125

2.4-2.7

2 - 3

4.8

160

2.4-2.7

9.5

E3XX-16

0.968

0.3281

2.4

1.6

1

4.0

125

2.4-2.7

2 - 5

4.8

160

2.4-2.7

12.7

E3XX-16

1.579

0.5479

2.4

1.6

Bakýr AltlýkAðýz Aralýðý

1.3 - 3.6 mm

Aðýz Aralýðý

Kök Yüksekliði

4.8 - 12.7 mm

60°

Þekil - 18 Kalýnlýðý 1.3 ile 12.7 mm Arasýnda Deðiþen Östenitik Paslanmaz Çeliklerin Örtülü Elektrod Kullanýlarak Düz Pozisyondaki Alýn Birleþtirme Kaynaðý Ýçin Çözüm Önerileri

TABLO XVI - Paslanmaz Çelik Elektrodlara Ait Kaynak Akýmý Aralýklarý (DC - Doðru Kutuplama)

2.4

3.2

4.0

4.8

6.4

Elektrod Çapý Önerilen Kaynak Akýmý (Amp)

(mm) E3XX-15 Türü Elektrodlar E3XX-16 Türü Elektrodlar E3XX-17 Türü Elektrodlar

30 - 70

45 - 95

75 - 130

95 - 165

150 - 225

30 - 65

55 - 95

80 - 135

120 - 185

200 - 275

40 - 80

80 - 115

100 - 150

130 - 200

Üreticiye Danýþýn

Düz kaynak pozisyonu içinoptimum akým, tablodaki maksimum

deðerlerin % 10 düþüðüdür. Aþaðýdan yukarýya kaynak

pozisyonu içinoptimum akým, tablodaki maksimum

deðerlerin % 20 düþüðüdür. Yukarýdan aþaðýya kaynak

pozisyonu içinoptimum akým, tablodaki maksimum

deðerler ile aynýdýr.


deðerlerin % 10 düþüðüdür. AC kaynak akýmý aralýðý, yukarýdaki deðerlerin yaklaþýk % 10 fazlasýdýr.


deðerlerin % 10 düþüðüdür.

4 1


*) Dik yukarýdan aþaðýya, diðerleri dik aþaðýdan yukarýya

Kaynak Pozisyonu :

Dik ve Tavan

Kaynak Kabiliyeti :

Ýyi

2.0 *

1

E3XX-15

2.4

50

5.9-6.8

0.045

0.0436

0

0

3.6

1

E3XX-15

3.2

75

2.8-3.1

0.136

0.0938

0

0

4.8

1

E3XX-15

4.0

110

2.2-2.5

0.238

0.1194

1.6

1.6


Paso Sayýsý

Elektrod Sýnýfý


Akým (amp) DC (+)


Tüketim (kg/m)


Aðýz Aralýðý (mm)

Kök Yüksekliði (mm)

1

2.2-2.5

2

1.8-2.0

6.4

E3XX-15

4.0

110

0.551

0.2651

2.4

1.6

Bakýr Altlýk

0.8 mm

2.0 - 3.6 mm

Aðýz AralýðýKökYüksekliði

4.8 - 6.4 mm

60°

2

1

Þekil - 19 Kalýnlýðý 2.0 ile 6.4 mm Arasýnda Deðiþen Östenitik Paslanmaz Çeliklerin Örtülü Elektrod Kullanýlarak Dik ve Tavan Pozisyonundaki Alýn Birleþtirme Kaynaðý Ýçin Çözüm Önerileri

Kaynak Pozisyonu :

Düz veya Yatay *

Kaynak Kabiliyeti :

Ýyi

2.4

2.0

1

EXX-16, EXX-17

2.4

60

5.3-5.7

0.054

0.051

3.2

3.6

1

EXX-16, EXX-17

3.2

85

5.3-5.7

0.083

0.051

4.8

4.8

1

EXX-16, EXX-17

4.0

120

3.6-4.0

0.178

0.073

6.4

6.4

1

EXX-16, EXX-17

4.8

160

2.6-2.9

0.328

0.101

Kaynak Boyutu (mm)


Paso Sayýsý

Elektrod Sýnýfý


Akým (amp) DC (+)


Tüketim (kg/m)


1

2.6-2.9

2

2.8-3.1

7.9

9.5

E3XX-16, EXX-17

4.8

170

0.640

0.195

*) Dik ve tavan pozisyonlarýnda, alýn alýna gerçekleþtirilen dik ve tavan pozisyonlarýnda uygulanan prosedürün aynýsýný kullanýn.Not : Kaynak akýmý % 10 yükseltilerek AC kullanýlabilir. EXX-15 türü elektrodlar kaynak akýmý % 10 azaltýlarak kullanýlabilir.

Bakýr Altlýk, sadece 2.0 ve 3.6 mm kalýnlýk için

2.0 - 6.4 mm

2.4 - 6.4 mm7.9 mm

9.5 mm

2

1

Þekil - 20 Kalýnlýðý 2.0 ile 9.5 mm Arasýnda Deðiþen Östenitik Paslanmaz Çeliklerin Örtülü Elektrod Kullanýlarak Düz ve Yatay Pozisyondaki Köþe Birleþtirme Kaynaðý Ýçin Çözüm Önerileri

42


Kaynak Pozisyonu :

Yatay

Kaynak Kabiliyeti :

Ýyi

2.0

1

EXX-16, EXX-17

2.4

60

5.3-5.7

0.054

0.051

3.6

1

EXX-16, EXX-17

3.2

90

5.3-5.7

0.083

0.051

4.8

1

EXX-16, EXX-17

4.0

125

3.6-4.0

0.194

0.073

6.4

1

EXX-16, EXX-17

4.8

170

2.6-2.9

0.357

0.101


Paso Sayýsý

Elektrod Sýnýfý


Akým (amp) DC (+)


Tüketim (kg/m)


1

2.6-2.9

2

2.8-3.1

9.5

E3XX-16, EXX-17

4.8

175

0.685

0.195

*) Köþe kaynaðý yöntemi için belirtilen notlar burada da kullanýlabilir.

Bakýr Altlýk, sadece 2.0 ve 3.6 mm kalýnlýk için

2.0 - 6.4 mm

9.5 mm

2

1

Þekil - 21 Kalýnlýðý 2.0 ile 9.5 mm Arasýnda Deðiþen Östenitik Paslanmaz Çeliklerin Örtülü Elektrod Kullanýlarak Yatay Pozisyondaki Köþe Birleþtirme Kaynaðý Ýçin Çözüm Önerileri

Kaynak Pozisyonu :

Düz

Kaynak Kabiliyeti :

Ýyi

2.0

1

EXX-16, EXX-17

2.4

60

5.9-6.8

0.042

0.0436

1.0

3.6

1

EXX-16, EXX-17

3.2

85

5.3-5.7

0.083

0.0505

0.8

4.8

1

EXX-16, EXX-17

4.0

125

4.4-4.9

0.140

0.0597

1.2

6.4

1

EXX-16, EXX-17

4.8

160

2.6-2.9

0.330

0.1010

1.6


Paso Sayýsý

Elektrod Sýnýfý


Akým (amp) DC (+)


Tüketim (kg/m)


T (mm)

1

160

2.6-2.9

2

175

2.4-2.7

9.5

E3XX-16, EXX-17

4.8

0.670

0.2100

0

*) Dik ve tavan pozisyonlarýnda, alýn alýna gerçekleþtirilen dik ve tavan pozisyonlarýnda uygulanan prosedürün aynýsýný kullanýn.

9.5 mm2.0 - 6.4 mm

BakýrAltlýk

T

Þekil - 22 Kalýnlýðý 2.0 ile 9.5 mm Arasýnda Deðiþen Östenitik Paslanmaz Çeliklerin Örtülü Elektrod Kullanýlarak Düz Pozisyondaki Dýþ Köþe (Corner) Birleþtirme Kaynaðý Ýçin Çözüm Önerileri

Paslanmaz çeliklerin yumuþak çeliklerle birleþtirildiði

durumlarda, yumuþak çeliðin baðlantý yüzeyi çoðu

zaman paslanmaz çelik elektrodla sývanýr (buttering).

Bu teknik, Þekil-16'da gösterildiði gibi, yumuþak çelik

yüzeyinde paslanmaz bir tabaka oluþturulmasýný ve

daha sonra baðlantýnýn yine paslanmaz çelik elektrodla

bitirilmesini içerir. Bu sývama iþlemi sýrasýnda en sýk

kullanýlan ürünler E309 türü elektrodlardýr. Bu teknik

ayrýca, kaynaðý zor ya da ön tav iþlemi uygulanamayan

yüksek karbonlu çeliklerin kaynaðýnda da kullanýlýr.

Östenitik mangan çeliklerinin karbon ya da mangan

çelikleri ile birleþtirilmesinde E308 türü elektrodlar

kullanýlýr. Buna karþýn, kepçelerin kazýyýcý diþleri gibi

belirli periyotlarla deðiþtirilen baðlantýlarda, paslan-

maz çelik kaynak metalinin, kesme þalümosu ile kolay

kesilememesi nedeni ile manganlý elektrodlarýn kulla-

nýlmasý önerilir.

Yumuþak çelik yüzeyinin paslanmaz çelik ile kaplan-

masýnda kullanýlan çeþitli yöntemler bulunmaktadýr.

Küçük alanlarda, bindirme kaynaðý ile gerçekleþtirilen

kaynak dikiþlerinden yararlanýlýr (Þekil-17a). Daha

geniþ yüzeylerin kaplanmasýnda ise, paslanmaz çelik

saclar (Þekil-17b) veya Þekil-17c ve Þekil-17d'de

gösterildiði gibi paslanmaz çelik plakalar yumuþak

çelik üzerine punto kaynaðý ile tutturulur.

Güç Üniteleri : Düþük çevrimli ve transformatör

tipi AC kaynak makinalarýnýn açýk devre voltajý bazý

EXXX-16 ve serisi elektrodlarýn kullanýlmasý için

yeterli güçe sahip deðildir. Buna karþýn, çelik

elektrodlarla kullanýlan ayný güç kaynaklarý paslanmaz

çelik elektrodlar için uygun olabilmektedir. Kalýnlýðý

1.3 mm'den 12.7 mm'ye kadar deðiþen paslanmaz çelik

parçalarýn kaynaðýna ait parametreler ve prosedürler

Þekil-18, 19, 20, 21 ve 22'de verilmiþtir. Burada

yeralan þekiller; alýn, T, bindirme ve 90° açýlý köþe

baðlantýlarýnda kullanýlan baðlantý tasarýmlarýný ve

kaynak altlýklarý ile ilgili bilgileri içermektedir.

4 3


9.2

GAZALTI KAYNAÐI YÖNTEMÝ

Paslanmaz çelikler; sprey ark, kýsa devreli ark veya

darbeli (palslý) ark ile metal transferlerinden herhangi

birinin kullanýldýðý gazaltý kaynaðý yöntemi ile de

kaynak edilebilir.

Kalýnlýðý 1.6 mm'ye kadar olan paslanmaz çelik

malzemelerin kaynaðýnda bakýr altlýk kullanýlmasýnda

yarar vardýr. Bu altlýklar, kalýnlýðý 6 mm ve üstünde

olan plakalarýn tek taraftan gerçekleþtirilen kaynak

iþlemlerinde de kullanýlýr.

Kaynak banyosunun katýlaþmasý sýrasýnda, kaynak

bölgesinin hava ile temas etmesine ve havanýn kay-

naðýn içerisine doðru girmesine kesinlikle izin veril-

memelidir.

Erimiþ metalin oksijen tarafýndan kirletilmesi, soðuma

sýrasýnda paslanmaz çeliðin korozyon dayanýmýnda ve

tokluðunda azalmaya neden olabilir. Bu olumsuz

durumu önlemek için kaynaðýn alt tarafýnýn örneðin

Argon gibi bir soygaz yardýmý ile korunmasý gerek-

mektedir. Gaz korumasý sabitlemenin yapýldýðý bölge-

nin genelinde de oluþturulabilir.

Kaynak sýrasýnda 2.4 mm çapýndaki teller kullaný-

labilse de, özellikle yüksek akým deðerleri ile çalýþýlan

durumlarda sprey ark ile metal transferi elde edebilmek

için 1.6 mm'den daha ince çaplý teller tercih edilir.

1.6 mm çapýndaki teller için, koruyucu gaza ve

kullanýlan paslanmaz çelik tel cinsine baðlý olarak

300-350 amper kaynak akýmý önerilir. Oluþan sýçrama

miktarý; koruyucu gazýn debisi, tel besleme hýzý ve

kaynak makinasýnýn karakteristiði ile yakýndan

ilgilidir.

Paslanmaz çeliklerin gazaltý kaynaðýnda genellikle DC

akým ve pozitif (+) kutuplama kullanýlýr ve gaz

korumasýnýn % 1-2 Oksijen içeren Argon+Oksijen

karýþým gazý ile yapýlmasý önerilir.

44


karýþýmý, ana metalin korozyon dayanýmýný olumsuz

yönde etkilemeyecek kadar düþük seviyede karbon-

dioksit içerirken, kaynak dikiþi sýnýrlarýnýn çok düzgün

olmasýna da olanak saðlar. Bu tür bir gaz karýþýmý

kullanýlýrken yüksek endüktanslý güç üniteleri ile

çalýþýlmasý yararlý olacaktýr.

Tek pasolu kaynak uygulamalarý, Argon + Oksijen ve

Argon + Karbondioksit karýþým gazlarý kullanýlarak da

yapýlabilir. Buna karþýlýk ark voltajý, kararlý yapýya

sahip bir kýsa devreli ark ile metal transferinin elde

edilebilmesi için Helyum esaslý gazlarýnkine oranla

6 volt kadar daha düþük olabilir. Isý enerjisi daha düþük

bir ark ile çalýþýlmasý erime hatalarýnýn ortadan kalk-

masýna yardýmcý olur. Koruyucu gazdaki karbon-

dioksit, kýsa devreli metal transferi ile gerçekleþtirilen

çok pasolu kaynaklarýn korozyon dayanýmýný, neden

olduðu karbon birikmesi nedeniyle olumsuz yönde

etkileyecektir.

Serbest tel uzunluðu olabildiðince kýsa tutulmalýdýr. Ýç

köþe kaynaðý uygulamalarýnda kaynak torcuna kaynak

yönü doðrultusunda eðim verilmesi ile rahat bir

çalýþma saðlanýr ve daha düzgün kaynak dikiþlerinin

elde edilmesi mümkün olur. Buna karþýn alýn kaynaðý

uygulamalarýnda torca kaynak yönünün tersi doðrul-

tusunda eðim verilir. Dýþ köþe kaynaðýnda ise kaynak

torcu düz konumda tutulmalýdýr.

Torçla birlikte kaynak baðlantýsýnýn ekseni doðrul-

tusunda ileri ve geri hafif hareketler yapýlabilir.

Paslanmaz çeliklerin kýsa devreli ark ile metal transferi

kullanýlarak gerçekleþtirilen gazaltý kaynaðý uygu-

lamalarýna ait kaynak prosedürleri Þekil 24'de

belirtilmiþtir.

Paslanmaz çeliklerin % 90 Helyum + % 7.5 Argon ve

% 2.5 Karbondioksit karýþým gazý korumasý ve kýsa

devreli ark ile metal transferi kullanýlarak gerçek-

leþtirilen kaynak uygulamalarýnda, kaynak malzemesi

ile ana metal arasýnda iyi bir baðlantý oluþur ve dikiþin

korozyon dayanýmý yüksek olur.

200 ve 300 serisi paslanmaz çeliklerin sprey ark metal

transferi ile gazaltý kaynaðýna ait öneriler Þekil 23'de

verilmiþtir.

Kare kesitli küt alýn kaynaðýnda kaynak metalinin

alttan akmasýný önlemek için bir altlýk kullanýlmalýdýr.

Eðer parçalar tam olarak alýn alýna getirilememiþse ya

da bakýr altlýk kullanýlamýyorsa, ilk pasoda sprey ark ile

metal transferi yönteminin uygulanmasý ile alttan akma

problemi azaltýlabilir.

Yarý otomatik kaynak torcu ile kaynak yaparken torca

kaynak yönünün tersi doðrultusunda eðim verilmesi

yararlý olur. Bu yöntemde kaynakçýnýn eli kaynak

dikiþinin yaydýðý ýsýdan daha fazla etkilenecek ancak

buna karþýn kaynak bölgesinin daha iyi ve net bir

þekilde görülmesi ve kontrol edilmesi saðlanacaktýr.

Kalýnlýðý 6 mm ve üstündeki parçalarýn kaynaðýnda,

kaynak torcu baðlantý doðrultusunda ileri ve geri

hareket ettirilebilirken ayný anda her iki yana da hafif

bir þekilde salýným verilebilir. Buna karþýn daha ince

parçalarda sadece ileri ve geri hareket kullanýlýr. Ýnce

malzemelerde çok daha ekonomik olan kýsa devreli ark

ile metal transferi özellikle yatay ve tavan pozisyon-

larýnda gerçekleþtirilen kök ve birinci paso uygulama-

larýnda kullanýlmalýdýr. Bazý kaynakçýlarýn kaynak

banyosunu kontrol etmek için derin bir kýsa sprey ark

metal transferi kullanmasýna karþýn bu yöntemde

kaynak dikiþinde yoðun gözenekler oluþabilmektedir.

Kýsa devreli ark ile metal transferi ile gerçekleþtirilen

paslanmaz çelik kaynaðýnda deðiþen voltajlý ve

endüktans kontrollü güç üniteleri kullanýlmalýdýr.

Özellikle düzgün akýþkanlýða sahip bir kaynak banyo-

sunun elde edilmesinde endüktans önemli bir rol

oynamaktadýr.

Paslanmaz çeliklerin kýsa devreli ark ile metal transferi

uygulanarak gerçekleþtirilen kaynaðýnda genellikle

% 90 Helyum + % 7.5 Argon ve % 2.5 Karbondioksit

içeren bir gaz karýþýmýnýn kullanýlmasý önerilir. Bu gaz

4 5


Koruyucu Gaz :

Argon + % 1 Oksijen

Gaz Debisi :

16.5 lt/dak.

3.2

1

1.6

225

60

8.0-8.9

0.112

0.033

6.4

2

1.6

275

74

8.0-8.9

0.282

0.066

9.5

2

1.6

300

85

6.3-7.2

0.405

0.082

12.7

4

2.4

325

95

6.3-7.2

0.737

0.164


Paso Sayýsý


Akým (amp) DC (+)

Tel Sürme Hýzý (mm/sn)


Tüketim (kg/m)


Bakýr Altlýk

3.2 mm

1.6 mm

60°

9.5 - 12.7 mm

60°

6.4 mm

Þekil - 23 200 ve 300 Kalite Paslanmaz Çeliklerin Gazaltý Kaynaðý Yöntemi ve Sprey Ark Metal Transferi Ýle Alýn Birleþtirme Kaynaðý Ýçin Çözüm Önerileri

Koruyucu Gaz :

Helyum + % 7.5 Argon

+ % 2.5 Karbondioksit

Gaz Debisi :

7.1 - 9.4 lt/dak.

Tel Çapý :

0.8 mm

1.6

0.8

85

21-22

78

8.0-8.9

0.034

0.0328

3.2

0.8

125

21-22

119

5.9-6.8

0.069

0.0436

2.4

0.8

105

21-22

98

5.9-6.8

0.058

0.0436

2.0

0.8

90

21-22

81

5.5-6.3

0.051

0.0469

1.6

0.8

85

21-22

78

7.2-8.0

0.037

0.0364

2.0 *

0.8

90

21-22

81

4.9-5.3

0.058

0.0548



Akým (amp) DC (+)

Kaynak Gerilimi (V) *

Tel Sürme Hýzý (mm/sn)


Tüketim (kg/m)


1.6 - 3.2 mm

1.6 - 3.2 mm

1.6 - 2.0 mm

Þekil - 24 200 ve 300 Kalite Paslanmaz Çeliklerin Gazaltý Kaynaðý Yöntemi ve Kýsa Devre Metal Transferi Ýle Alýn ve Bindirme Kaynaðý Baðlantýlarý Ýçin Çözüm Önerileri

46


Gazaltý kaynaðýnda kullanýlan tellerin çaplarý genel-

likle 0.8 ile 2.4 mm arasýnda deðiþir. Her bir tel çapý için

sprey ark ile metal transferinin oluþabilmesi için

aþýlmasý gereken belirli bir minimum akým deðeri

vardýr. Örneðin paslanmaz çelikler eðer Argon +

Oksijen karýþým gazý korumasý altýnda 1.2 mm çapýn-

daki paslanmaz çelik kaynak telleri kullanýlarak

kaynak ediliyorsa, sprey ark ile metal transferinin

gerçekleþebilmesi için yaklaþýk olarak 220 amper akým

uygulanmalý, doðru akým ve pozitif kutuplama tercih

edilmelidir. Ark gerilimi için de minimum bir deðerin

saðlanmasý gerekmektedir. Bu deðer genellikle 24 ile

30 volt arasýnda deðiþir.

Kaynak tellerinin sarýldýðý makaralarýn aðýrlýklarý 1 kg

ile 25 kg, dolgu malzemelerinin kalýnlýklarý ise 0.4 mm

ile 3.2 mm arasýnda deðiþir. Çok ince kalýnlýktaki dolgu

malzemeleri özellikle plaka halindeki paslanmaz çelik-

lerin kaynaðýnda kullanýlan þerit þeklindeki ürünlerden

oluþmaktadýr. Bunun yanýnda, alýþýlmýþ deðerlerden

daha yüksek oranda silisyum içeren östenitik tip dolgu

malzemeleri de üretilmektedir. Silisyum içeriði yüksek

olan bu dolgu malzemelerinin sprey ark metal transferi

yöntemi ile birlikte kullanýlmasý durumunda son derece

iyi bir ýslatma özelliði saðlanýr.

Düþük oranda ferrit içeren ya da hiç ferrit içermeyen

bazý paslanmaz çelik kaynak metalleri (örneðin 347

kalite dolgu malzemeleri) kaynak sýrasýnda sýcak

kýrýlganlýða ve çatlama eðilimine neden olurlar. Bu tür

malzemeler kaynak edilirken prosedürlerde belirti-

lenden daha fazla sayýda paso uygulanmasý gerekebilir.

Kalýnlýðý 1.5 mm ile 3.0 mm arasýnda deðiþen 304, 310,

316, 321, 347, 410 ve benzeri kalitedeki paslanmaz

çelikler; alýn, bindirme ve tek taraflý köþe kaynaðý

baðlantýlarýndan herhangi birisi ile sorunsuz olarak

kaynak edilebilir.

Darbeli (palslý) ark yöntemi, normal kullanýmda, bir

çeþit sprey ark ile metal transferi yöntemidir. Bu

yöntemde, kaynak akýmýnýn herbir yüksek akým

darbesinde erimiþ metale ait küçük bir damla arkýn

ortasýndan geçerek transfer edilir. Yüksek akým

darbesi, erimiþ bir metal damlasýnýn oluþmasýna ve bu

damlanýn büzme kuvveti etkisiyle (Þekil-25) telin

ucundan kaynak banyosuna doðru yönelmesine

yetecek güce ve zamana sahip olmalýdýr. Kaynak

periyodunun düþük akým deðerine sahip bölümünde

ark devam etmektedir ve tel ýsýnmýþtýr. Ancak üretilen

bu ýsý herhangi bir metal transferinin saðlanmasýna

yetecek seviyede deðildir. Bu nedenle düþük akým

deðerinde kalma süresi kýsaltýlmalýdýr. Aksi durumda,

küresel þekile sahip bir metal transferi gerçekleþecektir.

Bu yöntemde genellikle 0.9 mm ve 1.2 mm çapýndaki

teller kullanýlýr. Darbeli ark kaynaðýnda, sprey ark

kaynaðýnda da kullanýlan Argon + % 1 Oksijen koru-

yucu gazý sýk olarak tercih edilmektedir. Bu ve diðer

çaplardaki teller, darbeli akýmda sprey ark ile metal

transferi kullanýlmasý durumunda, sürekli kaynak

akýmýndakine oranla daha düþük akým deðerleri ile

yüklenerek kaynak edilebilirler. Bunun avantajý; ince

parçalarýn, kýsa devreli ark ile metal transferine oranla

daha az sýçrama ile düzgün görüntülü kaynak dikiþi

veren sprey ark ile metal transferi uygulanarak kaynak

edilmesine olanak saðlamasýdýr. Darbeli akým kullanýl-

masýnýn bir diðer avantajý, belirli bir akým deðerinde,

özellikle kalýn çaplý elektrodlarýn kullanýldýðý uygula-

malarda, sprey ark ile metal transferinin sürekli

akýmdakine oranla daha kolay elde edilebilmesidir.

Kalýn çaplý elektrodlar, ince çaplý elektrodlara göre

daha düþük maliyetlidir ve yýðdýklarý dolgu metaline ait

yüzey alanýnýn dolgu hacmine oranla düþük olmasý

sayesinde kaynak metalinin kirlenme olasýlýðý iyice

azalmaktadýr.

Þekil - 25 Büzme Kuvveti Ektisi (Pinch Effect)

Büzme Kuvveti

Kaynak Teli

Kaynak Torcu

4 7


Baðlantýnýn her iki kenarýna doðru gerçekleþtirilen

salýnýmlý ve osilasyonlu kaynak teknikleri yerine ince

ve düz kaynak teknikleri ile çalýþýlmasýnda yarar vardýr.

Düz kaynak tekniðinde, çekme gerilmelerinin düþük

olmasý ve sýcak kýrýlganlýk ýsýsý aralýðýndaki soðumanýn

daha hýzlý olarak gerçekleþmesi nedeni ile sýcak çatlak

oluþumu riski azalmaktadýr. Bunun yanýnda, normal-

den daha fazla derecede dýþbükey olan kaynak

dikiþlerinin oluþturulduðu yöntemlerin kullanýlmasý da

son derece yararlýdýr.

Kýsa devreli ark ile metal transferi yöntemi ana metal

ile düþük oranda seyrelmeye neden olduðu için kaynak

metalinde sýcak çatlak oluþumu riski de iyice azal-

maktadýr. Seyrelmenin fazla olmasý durumunda ise

çatlama hassasiyeti yüksek olan ve tamamen östenitik

yapýya sahip bir kaynak metali oluþabilir.

Ferritik ve mantenzitik tipteki manyetik paslanmaz

çelikler östenitik tipteki manyetik olmayan paslanmaz

çeliklerle birleþtirilirken aþaðýdaki konulara dikkat

edilmelidir.

· Kaynak iþleminin tek taraftan gerçekleþtirileceði bir

kaynak aðýzý tasarlanmalý ve kaynak dikiþinden

beklenen en düþük dayaným amaçlanmalýdýr.

· Manyetik olan paslanmaz çeliði manyetik olmayan

paslanmaz çeliðe kaynak ederken ark üflemesi

riskini en aza indirmek için düþük ýsý girdili kýsa

devreli ark ile metal transferi yönteminden yarar-

lanýlmalýdýr.

· Baðlantýnýn her iki tarafýnda da homojen bir

erimenin gerçekleþebilmesi için, kaynak teli

baðlantý bölgesindeki kaynak aðýzý eðiminin sona

erdiði seviyeden daha yukarýdaki bir konumda

merkezlenmelidir.

200 ve 300 serisi paslanmaz çeliklerin sprey ark

uygulanarak gerçekleþtirilen gazaltý kaynaðýnda

kullanýlan kaynak parametreleri ve prosedürleri

Þekil 23'de verilmiþtir. Þekil 24'de ise 200 ve 300 serisi

paslanmaz çeliklerin kýsa devreli ark uygulanarak

gerçekleþtirilen gazaltý kaynaðýna ait parametreler ve

prosedürler yeralmaktadýr.

9.3

TIG KAYNAÐI YÖNTEMÝ

Kaynak edilebilen bütün paslanmaz çeliklere TIG

kaynaðý yöntemi uygulanabilir.

Bu yöntemde kullanýlan elektrod uçlarý AWS A5.12'de

belirtildiði gibi; toryum, seryum ve lantan ile alaþým-

landýrýlan tungstenden imal edilmiþtir. Bu elektrodlarýn

en büyük avantajý, saf tungsten elektrodlara göre daha

kararlý bir arka sahip olmalarý ve daha yüksek kaynak

akýmlarý ile kullanýlabilmeleridir.

Koruyucu gaz genellikle argon olup, özellikle kalýn

parçalarýn kaynaðýnda Helyum ya da Helyum + Argon

karýþým gazlarý da kullanýlabilir. Argon gazýnýn en

büyük azantajý akýþ hýzýnýn düþük olmasý ve buna baðlý

olarak helyuma göre daha stabil bir ark oluþmasý ve ark

voltajýnýn daha düþük seviyede tutulmasýdýr. Düþük

voltaj kullanýmý, ince saclarýn baðlantý bölgesinde

yanýk oluþmadan kaynak edilebilmesi açýsýndan çok

önemlidir.

TIG kaynaðý için geliþtirilen dolgu malzemeleri,

otomatik kaynak uygulamalarýnda kullanýlacaksa

kangala sarýlan, eðer elle beslenerek kullanýlacaksa

doðrultularak çubuk haline getirilen dolu tellerden

üretilir. Bu ürünler AWS A5.9'da tanýmlanmýþ olup

MIG ve tozaltý kaynaðý yöntemlerinde de kullanýlabilir.

AWS A5.30'da belirtilen insört þekline getirilmiþ dolgu

malzemeleri, özellikle TIG kaynaðý ile gerçekleþtirilen

kök paso uygulamalarýnda kullanýcýlara büyük kolay-

lýklar saðlamaktadýr.

TIG kaynaðýnda kullanýlan DC güç üniteleri sabit akým

özelliðine sahip olmalý ve kaynak devresi yüksek

frekanslý voltaj ile donatýlmýþ olmalýdýr. Yüksek

frekans sadece arkýn tutuþturulmasý aþamasýnda

gereklidir. Elektrod iþ parçasýna yaklaþtýrýldýðýnda,

yüksek frekans tungsten elektrod ile iþ parçasý

arasýndaki boþluktan atlayarak kaynak arkýný oluþturur.

Arkýn bu þekilde elde edilmesi sýrasýnda tungsten

elektrod iþ parçasýna deðmeyeceði için paslanmaz

48


çeliðin tungsten tarafýndan kirlenmesi olasýlýðý büyük

ölçüde azalýr. Derin nüfuziyetli dikiþlerin elde edilmesi

için kaynak iþleminin düz kutuplama ile (DC-)

yapýlmasý gerekmektedir.

Bir miktar tungsten kirliliðine neden olmasýna raðmen,

elektrodun yüksek frekans kullanýlmadan iþ parçasýna

sürtülmesi ile de ark oluþturulabilir. Ancak karbon

kirlenmesine neden olabileceði için tungsten elektrod

karbon bloklar üzerine kesinlikle sürtülmemelidir.

Paslanmaz çeliklerin kaynaðýnda otomatik TIG

kaynaðý yöntemi de kullanýlabilir. Ark voltajý ark

uzunluðu ile orantýlýdýr. Üretilen bir sinyal sayesinde

ark voltajý kontrol ünitesi otomatik olarak devreye

girer. Baðlantýlarda ek dolgu malzemeleri kullanýla-

bileceði gibi, özellikle ince saclarýn birleþtirilmesinde

sadece baðlantýyý oluþturan kenarlarýn eritilmesi ile de

kaynak yapýlabilir. "Soðuk" dolgu metalleri kullaný-

lýyorsa, tel besleme iþlemi her zaman kaynak banyo-

sunun önünden yapýlmalýdýr.

"Sýcak" tel ile gerçekleþtirilen TIG kaynaðý yöntemi,

özellikle metal yýðma hýzýnda ve kaynak hýzýnda

önemli artýþlarýn elde edilmesine olanak saðlar. Bu

yöntemde, kontakt memenin içinden geçen tel özel bir

güç ünitesi tarafýndan ýsýtýlýr ve kontakt memenin uç

kýsmýndan çýkarak iþ parçasýna doðru ilerler (Þekil-26).

Bir direnç tarafýndan ön ýsýtma uygulandýðý için,

kaynak banyosuna deðmeden önce, tel erime noktasýna

kadar ýsýnmýþ olur. Böylece tungsten elektrod daha çok

ana metali eritmek için ýsý üretir ve dolgu telinin

erimesi için gereken direnç enerjisinin büyük bir

bölümü AC güç ünitesi tarafýndan saðlanýr. "Sýcak" tel

yöntemi, tozaltý kaynaðý ve kendinden korumalý metal

özlü tel kaynaðýnda kullanýlan uzun serbest tel

mesafesi ile çalýþma prensibinin TIG kaynaðýndaki

deðiþik bir uyarlamasýdýr. "Sýcak" telle gerçekleþtirilen

TIG kaynaðýnda kullanýlan dolgu telleri genellikle

1.2 mm çapýndadýr. Dolgu teli önceden eritildiði ya da

özel bir güç ünitesi tarafýndan erime noktasýna yakýn bir

ACGüç

Ünitesi

SerbestTel

Uzunluðu

Dolgu Teli

Tel Besleme Makarasý

Kontakt Meme

Ýþ Parçasý

TIGTorcu

Çalýþma Yönü

Þekil - 26 Paslanmaz Çeliklerin Otomatik TIG Kaynaðýnda Kullanýlan "Sýcak" Tel Yönteminin Þematik Gösterimi

TABLO XVII - "Sýcak-Tel" Ýle TIG Kaynaðýna Ait Kaynak Hýzý ve Metal Yýðma Hýzý Deðerleri

300

400

500

10 - 12

11 - 13

12 - 15

1.7 - 4.2

2.5 - 5.9

3.4 - 8.5

46 - 157

78 - 188

125 - 282

1.4 - 4.5

2.3 - 5.4

3.6 - 8.2

KaynakAkýmý

(Amper)

KaynakGerilimi

(Volt)

Kaynak Hýzý Tel Sürme Hýzý Metal Yýðma Hýzý

(mm/sn) (mm/sn) (kg/saat)

Tel ÇapýKoruyucu GazElektrod

: 1.2 mm: % 75 He + % 25 Ar: 4.0 - 4.8 mm (% 2 Toryum Alaþýmlý)

4 9


6.4

3.2

200-350

9.4

3.2

3.4

0.0820

4.8

2.4

200-250

7.1

3.2

4.2

0.0656

3.2

1.6

120-140

4.7

2.4

5.1

0.0548

2.4

1.6

100-120

4.7

1.6

5.1

0.0548

1.6

1.6

80-100

4.7

1.6

5.1

0.0548

12.7

3.2

225-375

11.8

3.2

3.4

0.0820

Parça Kalýnlýðý "T" (mm)


Akým (amp) DC (-)

Gaz Debisi Argon (lt/dak)

Tel Çapý (mm)



T0.1'den AzT

T

6.4

3.2

225-350

9.4

3.2

3.4

0.0820

4.8

2.4

225-275

7.1

3.2

3.4

0.0820

3.2

1.6

130-150

4.7

2.4

4.2

0.0656

2.4

1.6

110-130

4.7

1.6

4.2

0.0656

1.6

1.6

90-100

4.7

1.6

4.2

0.0656

12.7

3.2

225-375

11.8

3.2

3.4

0.0820

Parça Kalýnlýðý "T" (mm)


Akým (amp) DC (-)

Gaz Debisi Argon (lt/dak)

Tel Çapý (mm)



Dik aþaðýdan yukarýya ve tavan pozisyonlarýnda kaynak akýmý % 10 - 20 azaltýlarak kullanýlabilir.

TT

Þekil - 27 TIG Yöntemindeki Alýn, Köþe, "T" ve Bindirme Kaynaðý Baðlantýlarýna Ait Çözüm Önerileri

sýcaklýða kadar ýsýtýldýðý için gerçekleþen metal yýðma

hýzý kaynak arkýndan baðýmsýz olarak kontrol edile-

bilmektedir.

DC (-) ve 400-500 amper kaynak akýmý uygulanarak

gerçekleþtirilen bir "Sýcak" tel ile TIG kaynaðý

yönteminde 8.2 kg/saat'lýk bir metal yýðma hýzýna

ulaþýlabilir (Tablo XVII). Otomatik salýnýmlý kaynak

tekniklerinin kullanýlmasý ile daha yüksek dolgu

hýzlarýnýn elde edilmesi mümkündür. Yüksek dolgu

hýzlarýnda gerçekleþtirilen kaynak uygulamalarýnda,

oluþan geniþ kaynak banyosunda gerekli kontrolün

saðlanabilmesi için voltaj deðerinin mutlaka kontrol

altýnda tutulmasý gerekmektedir. Bu nedenle, "Sýcak"

50


tel yöntemi ile gerçekleþtirilen TIG kaynaðýnda bir

voltaj kontrol donanýmýna ihtiyaç duyulur.

Paslanmaz çelik boru ve saclarýn TIG yöntemi ile

kaynaðýnda, birbirlerine yakýn konumda yerleþtirilen

tungsten elektrodlarýn kullanýlmasý ile kaynak hýzý

önemli ölçüde yükseltilebilir. Bunun yanýnda, birden

fazla tungsten elektrodun ayný anda kullanýlmasý ile,

özellikle yüksek hýzlarda gerçekleþtirilen uygulama-

larda karþýlaþýlan kenar yanýðý problemleri de ortadan

kaldýrýlýr.

Kalýnlýðý 1.6 mm'den 12.7 mm'ye kadar deðiþen

paslanmaz çeliklerin TIG yöntemi ile kaynaðýnda

kullanýlan alýn, köþe, "T" ve bindirme tipi kaynak

baðlantýlarýna ait parametreler Þekil-27'de verilmiþtir.

(a) Kare Aðýzlý Küt Alýn Birleþtirme Kaynaðý

(d) Çift Taraflý "V" Kaynak Aðýzý Ýle Alýn Birleþtirme Kaynaðý

(b) Tek Taraflý "V" Kaynak Aðýzý Ýle Alýn Birleþtirme Kaynaðý(Kök Yüksekliði Ýçeren)

(c) Tek Taraflý "V" Kaynak Aðýzý Ýle Alýn Birleþtirme Kaynaðý(Kök Yüksekliði Ýçermeyen)

(e) Tek Taraflý "V" ve "U" Kaynak Aðýzý Ýle Alýn Birleþtirme Kaynaðý

(f) Tek Taraflý "U" Kaynak Aðýzý Ýle Alýn Birleþtirme Kaynaðý

6.4 - 7.9 mmYuvarlatýlmýþ

5-10° Eðim

Þekil - 28 Tozaltý Kaynaðýnda Kullanýlan Alýn Baðlantý Þekilleri

9.4.

TOZALTI KAYNAÐI YÖNTEMÝ

Tozaltý kaynaðý yöntemi, yüksek ýsý girdilerine ve

yavaþ soðuma hýzlarýna izin veren paslanmaz çeliklerin

kaynaðýnda kullanýlabilir. Tozaltý kaynaðýnda kulla-

nýlan toza baðlý olarak kaynak metalinin silisyum

içeriði diðer kaynak yöntemlerindekine oranla biraz

daha yüksek olabilir ki bu durum ferrit içeriðinin

4 FN'den düþük olmasý durumunda sýcak yýrtýlma ve

çatlama eðilimini arttýrýr.

Kaynak metalinin tamamen östenitik yapýda olmasý ya

da düþük oranda ferrit içermesi gereken durumlarda

tozaltý kaynaðý yönteminin kullanýlmasý önerilmez.

Buna karþýlýk, kaynak metalinde 4 FN'den daha fazla

ferrit bulunmasýna izin verilen uygulamalarda yüksek

kaliteye sahip kaynak dikiþlerinin elde edilmesi

mümkündür. Þekil-28'de, tozaltý kaynaðý yöntemi ile

gerçekleþtirilen alýn birleþtirme uygulamalarýna ait

kaynak aðýzý tasarýmlarý yeralmaktadýr.

5 1


8 mm kalýnlýða kadar olan parçalar üzerinde tek paso

ile gerçekleþtirilen kaynak uygulamalarýnda yüksek

kaliteye sahip kaynak dikiþleri, kök açýklýðý býrakýl-

madan ve uygun bir altlýkla birlikte küt alýn kaynaðý

aðýzý kullanýlarak elde edilebilir (Þekil-28a). 16 mm

kalýnlýða kadarki parçalar üzerinde iki paso ile

gerçekleþtirilen kaynak uygulamalarýnda da kök

açýklýðý býrakmadan çalýþmak mümkündür. Ancak bu

durumda, kaynak altlýðý kullanýlmadýðý için birleþ-

tirilecek olan yüzeylerin birbirlerine iyice yaklaþ-

týrýlmýþ olmasý gerekmektedir. Bu türdeki kaynak aðýzý

tasarýmýnýn en büyük avantajý çok az hazýrlýk gerek-

tirmesi ve uygun nüfuziyetli, yüksek kaliteli kaynak

dikiþlerinin elde edilmesine olanak saðlamasýdýr.

Kalýnlýðý 8 mm ve üstündeki parçalarýn, belirli bir kök

yüksekliðine sahip "Tek Taraflý V" kaynak aðýzý ile

gerçekleþtirilen tek pasolu alýn kaynaðý uygulama-

larýnda erimeyen altlýklar kullanýlmalýdýr (Þekil-28b).

Endüstriyel uygulamalarýn büyük bir çoðunluðunda

kalýnlýðý en fazla 32-38 mm olan malzemeler kullanýlýr.

Kök yükseklikleri ise 3.2 ile 4.8 mm arasýnda

deðiþmektedir. Parça kalýnlýðýnýn 16 mm'yi aþtýðý

durumlarda, altlýk kullanýlmadan gerçekleþtirilen iki

pasolu kaynak uygulamalarýnda da bu baðlantý

þeklinden yararlanýlýr. Birinci paso baðlantýnýn "V"

þeklindeki bölümünde gerçekleþtirilir (Þekil-28b).

Parça daha sonra ters çevrilerek atýlan ilk paso arka

paso konumuna getirilir. Bu konumda iken bitirme

pasosu baðlantýnýn düz tarafýndan ve ilk pasonun

köküne iyice nüfuz edecek þekilde gerçekleþtirilir. Çift

pasolu kaynak uygulamalarýndaki kök yüksekliði

yaklaþýk olarak 9.5 mm'dýr.

Þekil-28d'de gösterilen "Çitf Taraflý V" alýn kaynaðýna

ait kaynak aðýzý þekli, tozaltý kaynaðý yönteminde

kullanýlan temel baðlantý tasarýmýdýr. Bu tasarýmda

genellikle geniþ bir kök yüksekliði kullanýlýr. 19 mm

kalýnlýðýndaki 304 kalite paslanmaz çelik plakalarda

kullanýlan "Çift Taraflý V" kaynak aðýzý ve kaynak

sýrasý ile ilgili bilgiler Þekil-29'da gösterilmektedir.

Þekil-28f'de yeralan "Tek Taraflý U" kaynak aðýzý da

sýk kullanýlan bir tasarým þeklidir. Baðlantýnýn ters

19.1 mm

2

90°

1

90°

6.4 mm

6.4 mm

Þekil - 29 304 Kalite Paslanmaz Çelik Ýçin Tipik Bir Çift Taraflý "V" Baðlantýsý.

1. Paso : 700 Amp, 33 Volt, 6.8 mm/sn Kaynak Hýzý2. Paso : 950 Amp, 35 Volt, 5.1 mm/sn Kaynak HýzýGüç Kaynaðý : DCKutuplama : Doðru KutuplamaElektrod Cinsi ve Çapý : 308 Kalite (4.8 mm)Toz Cinsi : Nötr

52


tarafýnda genellikle küçük boyutlu ve elle hazýrlanan

bir kaynak altlýðý kullanýlýr. Kök pasodan sonra, "U"

formundaki oyuðun her sýranýn 2 paso ile oluþtu-

rulmasýna özen gösterilerek doldurulmasý önerilir.

Kaynak aðýzýnýn her iki tarafýný baðlayan tozaltý

kaynaðý pasosundan cürufun temizlenmesi sýrasýnda

büyük zorluklarla karþýlaþýlabilinir.

Ýnce kesitli paslanmaz çeliklerin kaynaðýnda DC güç

üniteleri sýk olarak kullanýlýr. Kalýn parçalarda hem AC

hem de DC kullanýlabilse de daha çok DC ile

çalýþýlmasý tercih edilir. Kullanýlan kaynak akýmlarý,

karbon çeliklerinin kaynaðýnda kullanýlan akým deðer-

lerinin % 80'i seviyesindedir. Tek pasolu kaynak

teknikleri genellikle % 40 - % 60'lýk bir seyrelme ile

gerçekleþir. Bu oran çok pasolu kaynak uygulama-

larýnýn kullanýlmasý ile azaltýlabilir.

Tozaltý kaynaðý, gözle görülür derecede uzun bir zaman

aralýðý süresince sývý halde kalabilen, geniþ hacimli bir

erimiþ metal oluþturur. Erimiþ haldeki bu metalin

katýlaþana kadar desteklenmesi ve konumunun

akmadan korunmasý gerekmektedir. En sýk kullanýlan

kaynak altlýklarý eriyen ve erimeyen altlýklar olmak

üzere ikiye ayrýlýr.

Paslanmaz çeliklerin kaynaðýnda kullanýlan erimeyen

altlýklarýn baþýnda bakýr altlýklar gelmektedir. Eðer

bakýrdan üretilen plakalar soðutma çubuðu olarak

kullanýlýyorsa, bakýrýn eriyerek tane sýnýrlarýna doðru

nüfuz etmemesi için gerekli olan önlemlerin alýnmýþ

olmasý gerekmektedir. Bakýr altlýklardaki kanallara ait

ölçüler Þekil-30'da belirtilmiþtir. Bakýr altlýklarýn

yerine, bazý uygulamalarda seramik altlýklar da

kullanýlabilir.

Eriyebilen türdeki metalik altlýklarýn kullanýldýðý

uygulamalarda, kaynak paslanmaz çelik altlýðýn içine

doðru nüfuz eder ve onunla birlikte erir. Bunun

sonucunda, kullanýlan altlýk gerçekleþtirilen baðlan-

týnýn geçici veya kalýcý bir parçasý haline gelir.

Tozaltý kaynaðý, genellikle düz pozisyonda yapýlýr. Bu

sayede, kaynak dikiþi kenarlarý çok düzgün olur ve

kolay çalýþma olanaðý saðlanýr. Bazý durumlarda

kaynak iþlemi çevresel ve belirli bir eðime sahip

baðlantýlar oluþturacak þekilde de gerçekleþtirlebilir.

Þekil-31'de eðimli yüzeylerin kaynak dikiþi üzerindeki

etkileri þematik olarak gösterilmektedir.

Tozaltý tozlarý, eritilmiþ ve aglomere edilmiþ tozlar

olmak üzere iki gruba ayrýlýr. Eritilmiþ tip tozlar camsý

0.51 - 1.52 mm

6.4 - 19.1 mm

12.7 mm

Þekil - 30 Paslanmaz Çeliklerin Tozaltý Kaynaðýnda Kullanýlan Bakýr Altlýklara Ait Kanal Ölçüleri

5 3


bir görünüme sahip olup, tozu oluþturan elementlerin

yüksek sýcaklýklarda eritildikten sonra toz taneleri

oluþturacak þekilde parçalanmasý ile elde edilir.

Aglomere edilmiþ tozlar ise tozu oluþturan element-

lerin uygun bir baðlayýcý ile karýþtýrýldýktan sonra

piþirilmesi ile elde edilir.

Bazý aglomere edilmiþ tozlarýn kullanýlmasý ile çeþitli

alaþým elementlerinin kaynak metaline eklenebilmesi

mümkün olmaktadýr. Bu alaþým elementlerinin baþýnda

krom, nikel, molibden ve niobyum gelmektedir.

Yapýsýnda hiçbir alaþým elementi içermeyen tozlar

"Nötr Tozaltý Tozlarý" olarak adlandýrýlýr. "Nötr" terimi

göreceli bir kavram olup, kaynak metalinin alaþýmý

kullanýlan nötr tozdan bir miktar etkilenerek deðiþime

uðrar.

AWS A5.9'da listelenen analiz aralýklarý kaba deðer-

lerden oluþmaktadýr. Kimyasal analizin kaynak

kalitesini ve servis yapabilirliðini yakýndan etkilemesi

nedeni ile belirtilen bu deðiþim aralýklarý kaynak

dikiþinde her zaman tolore edilemeyebilir. Kontrolü

elde tutmak için uygulanan kaynak tekniði, tozun

alaþým içeriði ya da diðer uygun deðiþiklikler dolgu

metali analizindeki deðiþimleri dengeleyecek þekilde

yapýlmalýdýr.

Kaynak iþleminin baþlatýlmasý aþamasýnda sýk olarak

kullanýlan iki yöntem aþaðýda belirtilmiþtir:

Sürterek Baþlama :

Bu teknikte, tel iþ parçasýna doðru sürülür ve bu sýrada

araba da hareket etmeye baþlar. Taþýyýcý arabanýn iþ

parçasýna olan rölatif hareketi nedeniyle, tel eriyerek

parçaya deyince yapýþma problemi ile karþýlaþýlmaz.

Geri Çekerek Baþlama :

Bu teknikte, tel iþ parçasýna doðru yavaþ yavaþ ilerler

ve bu arada toz ile kaplanýr. Kaynak baþladýktan sonra

tel bir an için geri çekilir ve daha sonra tekrar ters

yönde, yani parçaya doðru hareket ederek ileriye doðru

bir tel beslemesi saðlanýr. Ýnce kesitli paslanmaz

çeliklerin kaynaðýnda bu yöntemin kullanýlmasý

önerilmez.

Ark oluþtuktan sonra bazý parametrelerin kontrol

edilmesi çok önemlidir. Kaynak akýmý en önemli

parametredir. Bunu kaynak gerilimi izler. Kaynak

hýzýndaki deðiþimler belirli bir þablona göre ayarla-

nabilir. Eðer hýz yükseltilirse, kaynak dikiþinin

dayanýmý azalýr, buna karþýlýk hýz azaltýlýrsa, elde

edilen dayaným daha yüksek olur. Bütün bunlarýn

yanýnda, kaynak hýzý nüfuziyet derinliði üzerinde de

etkili olmaktadýr.

(a) (b)

(c)

Þekil - 31 (a) Yatay konumda düz kaynak (b) Hafif meyilli yüzeyde aþaðýdan yukarýya doðru kaynak (c) Hafif meyilli yüzeyde yukarýdan aþaðýya doðru kaynak

Ýþ Parçasý

Elektrod

Ýþ parçasý

Elektrod

Ýþ Parçasý

Elektrod

Ýþ parçasý

Elektrod

EK-1ÇEVRÝM TABLOLARI

Ek le r

5 7

1 MPa1 Psi1 J1 lb/ft (pound per foot)1 m1 inch1 ft (feet)1 kg1 lb1 mm²° C° F

= 145 Psi (pound per square inch)= 0,006895 MPa= 0,7376 ft.lb (foot-pound)= 1,4882 kgf/m= 39,37 inch = 3.281 feet= 25,4 mm= 12 inch = 30,48 cm= 2,205 lb= 0,4536 kg= 0,00155 square inch= (° F - 32) x 5/9= (° C x 9/5) + 32

1 MPa1 N1 J

= 1 N/mm²= 0,1 daN= 0,1 daJ

= 0,102 kgf/mm²

= 0,102 kgf.m

= 10,2 bar

Elektrod Çaplarý Kuruluþlar ve Dernekler

0.0240.0300.0350.0393/641/165/643/327/641/85/323/161/4

= 0.6= 0.8= 0.9= 1.0= 1.2= 1.6= 2.0= 2.4= 2.8= 3.2= 4.0= 5.0= 6.0

inch mmAWS

DIN

BS

NFA

ISO

EN

AISI

ASA

=

=

=

=

=

=

=

=

American Welding SocietyAmerikan Kaynak DerneðiDeutsches Institute Für Normung e.V.Alman Standartlar EnstitüsüBritish Standards InstituteÝngiliz Standartlar EnstitüsüAssociation Française de NormalisationFransýz Standartlar BirliðiInternational Standard OrganisationUluslararasý Standartlar KuruluþuEuronormeAvrupa StandartlarýThe American Iron and Steel InstituteAmerikan Demir Çelik EnstitüsüAmerican Standards AssociationAmerikan Standartlar Birliði

Ek le r

5 8

EK-2YÜKSEK SICAKLIKLARA DAYANIKLI PASLANMAZ ÇELÝKLERÝN

ARK KAYNAÐINDA KULLANILAN ÖRTÜLÜ KAYNAK ELEKTRODLARIN

EN 1600 NORMUNA GÖRE SINIFLANDIRILMASI

E 19 12 3 L R 1 2

ÖrtülüElektrod

CrÝçeriði

(%)

NiÝçeriði

(%)

MoÝçeriði

(%)

DüþükC'lu

(< % 0.03)

Örtü Tipi

R

B

Rutil

Bazik

Akým Tipive Verim

Sembol

12

34

56

Verim

Kaynak Pozisyonlarý

12345

Bütün pozisyonlarYukarýdan aþaðýya hariç bütün pozisyonlarAlýn alýna, yatay (düz), oluk ve yatayla açýlý kaynakYatay (düz) ve oluk pozisyonunda kaynakYukarýdan aþaðýya ve 3'de belirtilen pozisyonlar

Akým Tipi

AC + DCDC

AC + DCDC

AC + DCDC

< 105

> 105 < 125

> 125 < 160

EK-3ÖSTENÝTÝK PASLANMAZ ÇELÝKLER (AISI)

Ek le r

8 0

202

304

321

301

304L

201

347

348

303

303Se

302 302B

302'ye eþdeðer, düþük Ni içeren, genel kullaným amaçlýdýr.Ni içeriðinin bir kýsmýnýn yerine Mn ilave edilmiþtir.

302'nin düþük C içeren türü olup kaynak sýrasýnda oluþan karbür çökelmesi riski azaltýlmýþtýr. Kimya ve gýda endüstrisin-deki parçalarýn imalatýnda kullanýlýr.

Ýçeriðindeki Ti kaynak sýrasýnda oluþan krom karbür çökelmesi riskini önler. 425-870°C sýcaklýðýndaki yoðun korozif ortam-larda, uçaklarýn egzost manifoltlarýnda ve kazan zýrhlarýnda kullanýlýr.

Çalýþtýkça (iþlendikçe) sertleþme eðilimini yükseltmek amacýyla Cr ve Ni içeriði azaltýlmýþtýr. Yüksek dayanýma ve tokluða sahip demiryolu arabalarý, romörk gövdeleri ve uçaklarýn yapýsal elemanlarý baþlýca kullaným alanlarýdýr.

Kaynak sýrasýnda oluþan karbür çökelmesi riskini en aza indirmek amacýyla, 304'ün ekstra-düþük C içerecek þekilde üretilmiþ türüdür.

301'in Ni eþdeðeri daha düþük olan türüdür. Ni içeriðinin bir kýsmýnýn yerine Mn ilave edilmiþ ve bu sayede çalýþtýkça (iþlendikçe) sertleþme eðilimi yükseltilmiþtir.

305

Çalýþarak sertleþme eðilimini azaltmak için Ni içeriði yükseltilmiþtir. Bükerek þekillendirme ve çekme iþlemlerinde kullanýlýr.

384

Çalýþarak sertleþme eðilimini azaltmak için Ni ve Cr içeriði 305'e göre daha yüksek tutulmuþtur. Soðuk perçinleme ve soðuk þekil verme uygulamalarýnda kullanýlýr.

385

384 ile ayný Ni-Cr seviyesine sahip olup daha az alaþým elementi içerir. 384 ile hemen hemen ayný þekil verme kabiliye-tine sahiptir. Ancak korozyon dayanýmý daha düþüktür.

314

310'a benzer yapýdadýr. Ýçerdiði daha yüksek Si sayesinde yüksek sýcaklýklardaki pullanma (tufallenme) dayanýmý arttýrýlmýþtýr.

317

316'dan daha yüksek oranda Mo içermesi sayesinde korozyon ve sürünme dayanýmý arttýrýlmýþtýr.

308

Korozyon ve sýcaklýk dayanýmýný yükseltmek amacýyla yüksek oranda Ni ve Cr içerir. Kaynak sýrasýndaki alaþým kayýplarýný önleyen dolgu metallerinin imalatýnda kullanýlýr.

309

Ni ve Cr içeriðinin daha yüksek olmasýnýn dýþýnda 308 ile aynýdýr. Korozyon ve pullanma dayanýmý mükemmeldir. Isýl iþlem donanýmlarý ve fýrýn parçalarýnýn imalatýnda kullanýlýr.

310

309'a benzer yapýda olup Ni ve Cr içeriði daha yüksektir. Isý eþanjörleri, fýrýn parçalarý, yanma odalarý ve kaynak dolgu malzemelerinin imalatý baþlýca kullaným alanlarýdýr.

316

Mo içerdiði için 302 ve 304'e oranla daha yüksek korozyon direnci saðlar. Yüksek sürünme dayanýmýna sahiptir. Kimya, fotograf ve besin ile ilgili donanýmlarýn imalatýnda kullanýlýr.

309S

309'un kaynak kabiliyetini yükseltmek amacýyla daha düþük C içeren türüdür.

310S

310'un kaynak kabiliyetini yükseltmek amacýyla daha düþük C içeren türüdür.

316L

316'nin kaynaklý konstrüksiyonlarda kullanýlmak üzere tasarlanmýþ ekstra-düþük C'lu türüdür.

321'e benzer yapýdadýr. Kaynak iþlemlerinde stabilizasyonu saðlamak amacýyla yapýsýna Nb ilave edilmiþtir.

347'ye benzer yapýdadýr. Ancak Nb içeriði en üst seviyededir. Özellikle nükleer enerji uygulamalarýnda kullanýlýr.

Kalýn kesme uygulamalarý için geliþtirilmiþ olan ve 302'nin S içeren, iþlenmesi kolay türüdür. Þaftlarda vanalarda ve vidalý makina parçalarýnda kullanýlýr.

Ýnce kesme uygulamalarý için geliþtirilmiþ olan ve 303'ün Se içeren, iþlenmesi kolay türüdür.

Bu grubun temel alaþýmýdýr. Gýda maddesi taþýma ve piþirme kaplarý, uçak motoru kaportalarý, antenler, yaylar ve mimari ürünlerin imalatýnda kullanýlýr.

Si içeriðinden dolayý, 302'ye oranla daha yüksek tufallenme (pullanma) dayanýmýna sahiptir. Fýrýn parçalarý, sýzdýrmaz contalar ve ýsýtma elemanlarýnda kullanýlýr

5 9

Ek le r

EK-4FERRÝTÝK PASLANMAZ ÇELÝKLER (AISI)

429 434405

Cr içeriðinin biraz az olmasý kaynak kabiliyetini yükseltir. Nitrik asit taþýnan kaplar gibi kimyasal iþlem ekipmanlarý baþlýca kullaným alanýdýr.

Mo ilavesi ile kýþ aylarýndaki olumsuz yol þartlarýnýn etkisinde kalan parçalarda ve otomotiv endüstrisindeki sac levhalarda kullanýlýr.

436

Nb ilavesi þekil verme kabiliyetini yükseltir. Otomotiv endüstrisinde þekil vermede zorluk çekilen uygulamalarda kullanýlýr.

442

Korozyon ve pullanma dayanýmýný yükseltmek için Cr içeriði arttýrýlmýþtýr. Fýrýn parçalarýnda, püskürtme memelerinde ve yanma odalarýnda kullanýlýr

Al ilavesi ile kaynak kabiliyeti iyileþtirilmiþ ve sertleþtirilemez duruma getirilmiþtir. Aksi halde martensitik alaþýmlar gibi davranýþ gösterir. 410 ve 403 gibi havada sertleþen türlerin sorun yarattýðý yerlerde kullanýlýr.

430F

Kalýn kesme uygulamalarý için geliþtirilmiþ olan ve 430'un S içeren, iþlenmesi kolay türüdür. Vidalý makina parçalarýnýn imalatýnda kullanýlýr.

430

Bu grubun temel alaþýmýdýr. Sertleþmeyen Cr alaþýmý türüdür. Dekoratif þeritlerde, nitrik asit tanklarýnda ve ýsýl iþlem sepetlerinde kullanýlýr.

430Se

Ýnce kesme uygulamalarý için geliþtirilmiþ olan ve 430'un Se içeren, iþlenmesi kolay türüdür.

446

442'ye göre daha yüksek Cr içerdiði için yüksek sýcaklýklardaki korozyon ve pullanma dayanýmý fazladýr. Özellikle deðiþken servis þartlarýnda ve sülfürlü ortamlarda kullanýlýr.

6 0

Ek le r

EK-5MARTENZÝTÝK PASLANMAZ ÇELÝKLER (AISI)

414405

Yüksek Ni içeriði sertleþme kaabiliyetini ve korozyon dayanýmýný arttýrýr. Yaylar, temperlenmiþ roleler ve makina parçalarýnda kullanýlýr.

440C

Paslanmaz çeliklerin en yüksek C içerenidir (0.95-1.20). Bilya ve yataklarýn imalatýnda kullanýlýr.

440B

440C'ye oranla daha düþük C içerdiði için tokluðu yüksektir. Ýnce býçaklar ve vana parçalarýnýn imalatýnda kullanýlýr.

Sertleþmeyen gruptadýr. Al ilavesi sayesinde kaynak sýrasýndaki sertlik oluþumu engellenmiþtir.

403

Türbinlerde kullanýlýr. 410'a benzer tiptedir. Buhar türbini kanatlarý ve diðer gerilme altýndaki parçalar baþlýca uygulama alanýdýr.

410

Bu grubun temel alaþýmýdýr. Isýl iþlemle sertleþebilen en bilinen çelik türüdür. Makina parçalarý ve pompa millerinde kullanýlýr.

420

410'un yüksek C içeren türü olup özellikle daha yüksek sertlik ve aþýnma dayanýmýna sahiptir. Býçaklar, cerrahi aletler ve vanalarda kullanýlýr.

416

Kalýn kesme uygulamalarý için geliþtirilmiþ olan ve 410'un S içeren, iþlenmesi kolay türüdür.

431

Yüksek Cr içermesi nedeniyle korozyon dayanýmý arttýrýlmýþtýr ve yüksek mekanik özelliklere sahiptir. Uçaklardaki baðlantý aparatlarý, ýsýtýcý çubuklar, somunlar ve kaðýt makinasý parçalarýnda kullanýlýr.

440A

440B'ye oranla daha düþük C içerdiði için daha yüksek tokluða sahiptir. 420'den daha fazla sertlik verebilir. Korozyon dayanýmý iyidir. Kesici býçak ve vana parçalarýnýn imalatýnda kullanýlýr.

420F

Yüksek S ve Mn içeriði sayesinde iþleme ve taþlama özellikleri yükseltilmiþtir. Kesici býçaklar ve el aletlerinin imalatýnda kullanýlýr.

416Se

Ýnce kesme uygulamalarý için geliþtirilmiþ olan ve 410'un Se içeren, iþlenmesi kolay türüdür.

6 1

Ek le r

6 2

a) Östenit

Sýcaklýk ve korozyona karþý dayanýklýdýr. Sýcak

çatlak oluþma riski vardýr.

b) Östenit + % 5-10 Ferrit

Korozyon dayanýmý yüksektir. Çatlamaya karþý

hassas deðildir.

c) Östenit + % 15-30 Ferrit

Korozyon dayanýmý orta seviyededir. Yüksek

sýcaklýklarda ise çatlamaya karþý hassas bir yapý

oluþmaya baþlar.

d) Ferrit

Yüksek sýcaklýklarda tane büyümesi riski vardýr.

e) Östenit + Martenzit

Çatlama riski vardýr. Öntav uygulanmasý önerilir.

f) Östenit + Martenzit + Ferrit


g) Martenzit + Ferrit


f) Martenzit

Çatlama riski yüksektir. Kýrýlgan yapýya sahiptir.

EK-6SCHAEFFLER DÝYAGRAMI

Bu diyagram herhangi bir çeliðe ait iç yapýnýn,

sözkonusu çeliðin sahip olduðu kimyasal analize göre

belirlenmesinde kullanýlýr. Bu diyagramla, kaynak

edilen parçalarýn ve dolgu metalinin cinsine göre

kaynak iþleminden sonra oluþan erimiþ bölgenin

yapýsýný da belirlemek mümkündür.

Schaeffler, geliþtirdiði bu diyagramda ferrit oluþturucu

elementleri "Krom Eþdeðeri - Cr(eþ)" ile, östenit

oluþturucu elementleri ise "Nikel Eþdeðeri - Ni(eþ)" ile

ifade etmektedir.

Ana metallerinkine benzer analize ya da farklý analize

sahip dolgu metallerinin kullanýlmasýyla benzemez

(kimyasal analizleri farklý) metaller arasýnda gerçek-

leþtirilen heterojen baðlantýlarda Schaeffler Diyagramý

büyük yararlar saplamaktadýr.

(Ni) = % Ni + 30(% C) + 0.5(% Mn)eþ

(Cr) = % Cr + % Mo + 1.5(% Si) + 0.5(% Nb)eþ

Schaeffler

DeLong

Hull

1949

1956

1973

%Cr+%Mo+(1.5x%Si)+(0.5x%Nb)

%Cr+%Mo+(1.5x%Si)+(0.5x%Nb)

%Cr+(1.21x%Mo)+(0.48x%Si)+(0.14x%Nb)+(2.27x%V)+(0.72x%W)+(2.2x%Ti)+(0.21x%Ta)+(2.48x%Al)

%Ni+(0.5x%Mn)+(30x%C)

%Ni+(0.5x%Mn)+(30x%C)+(30x%N)

%Ni+[(0.11x%Mn)-(0.0086x%Mn²)]+(24.5x%C)+(14.2x%N)+(0.41x%Co)+(0.44x%Cu)

Hammer ve Svenson

Espy

1979

1982

%Cr+(1.37x%Mo)+(1.5x%Si)+(2x%Nb)+(3x%Ti)

%Cr+%Mo+(1.5x%Si)+(0.5x%Nb)+(5x%V)+(3x%Al)

%Ni+(0.31x%Mn)+(22x%C)+(14.2x%N)+%Cu

%Ni+(30x%C)+(0.87x%Mn)+(0.33x%Cu)+[Ax(%N-0.045)]A=30 (N=%0.00-0.20) ; A=22 (N=%0.21-0.25)A=20 (N=%0.26-0.35)

McCowan, Siewert veOlson (WCR-1988)

1988 %Cr+%Mo+(0.7x%Nb) %Ni+(35x%C)+(20x%N)

Kotecki ve Siewert(WCR-1992)

1992 %Cr+%Mo+(0.7x%Nb) %Ni+(35x%C)+(20x%N)+(0.25x%Cu)

Yazar Adý Yýlý Creþ Nieþ

Krom ve Nikel Eþdeðeri Formüllerinin Tarihsel Geliþimi

Ek le r

6 3

048

12

16

20

24

28

0

5

10

15

20

30

40

80

100

04

812

16

20

24

28

32

36

Öste

nit

Mart

enzit

Ferr

it

Ferr

it N

um

ara

sý

(DeLong)

Öste

nit +

Mart

enzit +

Ferr

itM

art

enzit +

Ferr

it

Öste

nit +

Ferr

it

Öste

nit +

Mart

enzit

% Ferrit (Schaeffler)

02

610 1

44

812 1

618

EK

-6

SC

HA

EF

FL

ER

v

e D

EL

ON

G D

ÝY

AG

RA

ML

AR

I

Schaeffle

r /

DeLong :

(Cr)

=

% C

r +

% M

o +

1.5

% S

i +

0.5

% N

beþ

SchaefflerDeLong

: (Ni) = % Ni + 30 % C + 0.5 % Mn: (Ni) = % Ni + 30 % C + 30 % N + 0.5 % Mn eþ

eþ

Ek le r

6 4

EK-7FERRÝTÝK DOKUNUN HESAPLAMA

YOLUYLA BELÝRLENMESÝ

Östenitik-ferritik çeliklerdeki ferrit oranýný Schaeffler

Diyagramý'na baþvurmadan hesaplamak için birçok

formül geliþtirilmiþtir. THOMAS bu amaçla, maksi-

mum nikel konsantrasyonunu çelikteki diðer alaþým

elementlerinin bir fonksiyonu cinsinden ifade etmiþ ve

bunun sonucunda çelikteki ferrit miktarýný aþaðýda

belirtilen formüllerle hesaplamýþtýr:

Aþaðýda alaþýmý verilen kaynak dikiþi incelenecek

olursa :

Schaeffler Diyagramý'na göre; sözkonusu çeliðe ait

"X" noktasý, (Ni) ve (Cr) deðerleri hesaplandýktan eþ eþ

sonra Þekil -4'de belirtilmiþtir.

(Ni) =max

2(Cr+2*Mo-16) Mn+ 30(0.10-C) + 12

12 2+

% F = (Ni) - % Nimax

CMnSiNiCrMo

= % 0.05= % 1.20= % 0.60= % 10.0= % 20.0= % 3.00

% F = 21.3 - 10 = % 11.3

(Ni) =max

2(20+2*3-16) 1.20

+ 30(0.10-0.05)+1212 2

+

(Ni) =max 21.3

"X" noktasý incelendiðinde iki fazlý ve % 18 ferrit

içeren östenitik-ferritik bölgeye düþüldüðü görülür.

Thomas'ýn formülüne göre ferrit yüzdesi % 11.3

olurken, Schaeffler Diyagramý'nda belirlenen ferrit

miktarý % 18'dir. Ýki yöntem arasýndaki bu fark, faz

eðrilerinin Schaeffler Diyagramý'nda basitleþtirilerek

doðrular ile temsil edilmesinden kaynaklanmaktadýr.

Tamamen östenitik yapý ile östenitik-ferritik yapýnýn

arasýndaki sýnýrý oluþturan ve ferrit içeriði sýfýr olan

"O" doðrusunu esas alarak da ferrit yüzdesi miktarýný

hesaplamak mümkündür. Bu sýnýrý aþaðýda belirtilen

lineer baðýntý ile ifade edebiliriz.

Bu baðýntýdan elde edilen (Cr) deðeri daha önce c

hesaplanan (Cr) 'den küçük ise alaþým tamamen eþ

östenitik bölgededir. Buna karþýn (Cr) deðerinin c

(Cr) 'den büyük olmasý durumunda ise; alaþýmýn eþ

(Ni) =eþ % Ni + 30(% C) + 0.5(% Mn)

(Ni) =eþ 10 + 30(0.05) + 0.5(1.2)

(Ni) =eþ 12

(Cr) =eþ % Cr + % Mo + 1.5(% Si) + 0.5(% Nb)

(Cr) =eþ 20 + 3 + 1.5(0.6)

(Cr) =eþ 24

(Cr) = 0.93 (Ni) + 6.7c eþ

östenitik-ferritik bölgeye düþtüðü görülür. Bu durum-

da, yapýdaki ferrit yüzdesini belirlemek için aþaðýdaki

formülden yararlanýlýr.

Örneðimizdeki çeliðin analizine göre bir inceleme

yapýlacak olursa; daha önce hesaplanan (Ni) =12, eþ

(Cr) =24 deðerlerine göre aþaðýdaki ferrit yüzdesi elde eþ

edilir.

Buradan da görüldüðü gibi, (Cr) , (Cr) 'den küçük c eþ

olduðu için yapý östenitik-ferritiktir ve içerdiði ferrit

miktarý % 18'dir.

0

0

4

8

12

16

20

24

28

5

10

15

20

30

40

80

100

0 4 8 12 16 20 24 28 32 36

Östenit

Martenzit

Ferrit

Östenit +Martenzit +FerritMartenzit +

Ferrit

Östenit +Ferrit

Östenit +Martenzit

X

% F

err

it (

Schaeffle

r)

Schaeffle

r:

(Ni)

= %

Ni +

30 %

C +

0.5

% M

neþ

Schaeffler : (Cr) = % Cr + % Mo + 1.5 % Si + 0.5 % Nbeþ

Ek le r

6 5

= 0.93*12 + 6.7

= 17.86 = ~ 18.0

(Cr) = 0.93 (Ni) + 6.7 eþc

% F = 3[(Cr) - (Cr) ]ceþ

= 3[(24 - 18]

= % 18

% F = 3[(Cr) - (Cr) ]ceþ

Ek le r

6 6

Ötektik Ferrit

Bu ferrit formu, birincil östenitin katýlaþmasý sonucu

oluþur (Tip-ÖF) ve alt tane sýnýrlarý boyunca katýlaþma

eðilimi gösterir (hücresel dentritler arasýnda oluþurlar).

Oldukça dar bir bileþim aralýðý için geçerlidirler ve

katýlaþmanýn son aþamalarýnda ötektik reaksiyon ürünü

olarak ortaya çýkarlar .

Fermiküler Ferrit (Skeletal)

Ferritin bu morfolojisi genellikle östenitik paslanmaz

çeliklerin kaynaðýnda ortaya çýkar. Bu doku elemaný

katý durumda ferritin yayýnma kontrollü olarak östenite

dönüþmesi sýrasýnda oluþur ve katýlaþmayý takip eden

aþamada ise birincil ferrit olarak görülür (Tip-FÖ).

Ferritin bu tipi, birincil ferrit katýlaþmasý sonrasýnda

dentrit kollarý arasýnda bulunur.

TAM

ÖSTENÝT

ÖTEKTÝK

FERRÝT

FERMÝKÜLER

FERRÝT

LEVHALI

FERRÝT

WIDMANSTAETTEN

ÖSTENÝTLÝ

MATRÝKS FERRÝT

Levhalý Ferrit

Ferritin bu tipi de birincil ferrit katýlaþmasý sýrasýnda

oluþur (Tip-FÖ). Karakteristik yönü, levha ya da iðne

formunda olmasýdýr ve alt tane sýnýrlarýnda katýlaþýr.

Ferritin bu morfolojisi, yüksek ferritli ya da düþük

ferritli kaynak metalinde hýzlý soðuma ürünü olarak

ortaya çýkar. Levhalý ve fermiküler mikro yapýlarýn

birlikte bulunduðu dokulara sýk olarak rastlanýr.

Widmanstaetten Östenitli Matriks Ferrit

Kaynak metalinde, yüksek sýcaklýklarda ferrit fazý

giderek daha kararlý bir duruma geçecek olursa

östenitik dönüþüm zorlukla gerçekleþir. Bunun nedeni,

katýlaþma sýrasýnda ferritin delta ferriti olarak (Tip-F)

oluþmasýdýr. Bunun sonucunda, östenit kristalleri

ferrit-ferrit tane sýnýrlarýnda Widmanstaetten östeniti

olarak çekirdeklenir. Ferritin bu morfolojisi, östenitik

paslanmaz çeliklerin kaynaðýnda ender görülmekle

birlikte, çift fazlý paslanmaz çeliklerde etkin olarak

ortaya çýkar.

TÝP - Ö TÝP - ÖF TÝP - FÖ TÝP - FÖ TÝP - F

Östenit Delta Ferrit

Ek le r

6 7

Ferrit Numarasý : 0 ( Ö )EN 1600 : E 18 16 5 N L R 32C : %0.02 ; Mn : %1.2 ; Si : %0.8 ; Cr : %18 ; Ni : %17 ; Mo : %4.6 ; N : %0.08

Ferrit Numarasý : 4 - 10 ( FÖ )EN 1600 : E 19 12 3 L R 12C : %0.02 ; Mn : %0.85 ; Si : %0.8 ; Cr : %18 ; Ni : %11.5 ; Mo : %2.85

Ferrit Numarasý : 3 - 8 ( ÖF )EN 1600 : E 23 12 R 32C : %0.10 ; Mn : %0.8 ; Si : %1.6 ; Cr : %22 ; Ni : %12

Ferrit Numarasý : 10 - 20 ( FÖ )EN 1600 : E 23 12 L R 32C : %0.02 ; Mn : %0.85 ; Si : %0.95 ; Cr : %23 ; Ni : %12.5

Ö

ÖF

FÖ

F

: Oda sýcaklýðýnda tam östenitik doku ( )

: Birincil östenit ( ) dentritler arasý ferrit ( )

: Peritektik katýlaþma ( + ) , östenitleþtirme sýcaklýðýndan soðutulurken dönüþüm, dokuda kalýntý ferrit

: Birincil ferrit ( ) , ferrit ( ) matrikste östenit oluþumu ( )

d

g

g

gd

d g

d

C : %0.025 ; Mn : %0.8 ; Si : %1.0 ; Cr : %22.5 ; Ni : %9.5 ; Mo : %3.2 ; N : %0.16

Ferrit Numarasý : 30 - 55 ( F )EN 1600 : E 22 9 3 N L R 32

EK-8FARKLI METALLERÝN

KAYNAÐINDA SCHAEFFLER

DÝYAGRAMI KULLANIMI

Hidrojenin çelik içerisindeki çözünebilirliðine ait

deneyler östenitin 100 gr’da 6-10 cm³ oranýnda hidro-

jeni absorbe etmeye elveriþli olduðunu göstermektedir.

Bazik karakterli örtüye sahip elektrodlar 100 gr'da

4-6 cm³ hidrojen yaydýðý için, farklý metallerin kayna-

ðýnda (heterojen kaynak) özellikle erimiþ bölgede olu-

þan östenitik çelik yapýsýndaki alanda hidrojen kolayca

çözünebilmektedir.

Heterojen kaynak baðlantýlarýnda genellikle iki önemli sorun ortaya çýkar.

1- Uygun elektrod seçimini zorunlu kýlan “Sýcak Çatlak” oluþma eðilimi,

2- Ferritik çelikteki elementlerin, özellikle ana metal-deki karbonun, baðlantý bölgesine doðru yayýlmasý sonucu oluþan ara fazlar.

Bu maddelerden birincisi elektrodun kalitesini belir-lerken, ikincisi kaynak edilen parçanýn kullaným ala-nýný sýnýrlayýcý bir rol oynar.

Östenitik bölgenin çatlama eðilimi östenit içerisinde

ferrit bulunmasýna ya da bulunmamasýna göre deðiþir.

Bilindiði gibi SCHAEFFLER Diyagramý heterojen

baðlantýlarda, östenitik elektrod seçimi konusunda

kullanýcýya yol göstermektedir.

Heterojen kaynak baðlantýlarýnýn bir diðer avantajý ise

ön tav uygulamasýnýn, en azýndan yüksek sýcaklýklarda

gerçekleþtirilen ön tav uygulamalarýnýn ortadan kalk-

masýdýr.

Ek le r

6 8

ÖSTENÝTÝK ELEKTROD SEÇÝMÝ

Günümüze kadar bu konuda birçok çalýþma gerçekleþ-

tirilmiþ ve bunlardan SCHAEFFLER tarafýndan

geliþtirilen yöntem en bilinen yöntem olarak kabul

edilmiþtir.

Schaeffler, çalýþmalarýnda ana metaldeki ve eriyen ös-

tenitik bölgedeki seyrelmeyi esas almýþtýr. Þekil-1’de

gösterilen SCHAEFFLER Diyagramý’nda havada

sertleþebilen ferritik çeliðe ait nokta martenzitik

bölgede olup “X” harfi ile belirtilmiþtir. Bu çeliðe ait

kimyasal analiz deðerleri ise aþaðýda belirtilmiþtir:

Karbon (C) : % 0,25 - 0,30

Manganez (Mn) : % 0,70

Silisyum (Si) : % 0,30

Nikel (Ni) : % 2,50 - 3,50

Krom (Cr) : % 1,00

Molibden (Mo) : % 0,20 - 0,30

Ferritik çeliðe ait X noktasýnýn koordinatlarý, östenitik

çeliklerdeki Cr ve Ni eþdeðerlerinin hesaplanmasýnda

kullanýlan formüllerle bulunur.

Ni = % Ni + 30 % C + % 0,5 Mn(eþ)

Cr = % Cr + % Mo + 1,5 % Si + 0,5 % Nb(eþ)

Buna göre :

Ni = 10,8 ve Cr = 1,8 olarak hesaplanýr.(eþ) (eþ)

Kaynak iþleminde iki fazlý östenitik yapýda kaynak

metali elde edebilmek için gereken þart; seçilen

g+d bölgesinde, örneðin Y ile belirtilen elektrodun

noktada bulunmasýdýr. “XY” doðrusu (mavi çizgi),

SCHAEFFLER Diyagramý’nda birçok bölgeden

geçmektedir. Bunlar; “Saf Östenit”, “Östenit-

Martenzit” ve “Martenzit”tir. Kaynaklý baðlantý

noktasý, ana metal ve dolgu metali arasýndaki

seyrelmenin derecesine göre bu bölgelerden birinde

oluþabilir.

Þekil-1’de verilen örneðe göre, eðer her iki metal

arasýndaki seyrelme % 22’nin altýnda ise baðlantý iki

fazlý bölgede oluþur. % 22-42 arasýndaki seyrelme

oranlarýnda yapý “Saf Östenitik”, % 42’nin üstündeki

seyrelme oranlarýnda ise “Martenzitik” tir.

Eðer “OX” doðrusunun (siyah çizgi) altýnda yeralan

ve % 15 ferrit içeren Y’ noktasý ile gösterilen türde bir

elektrod seçilirse, % 15’lik bir seyrelme bile martenzit

çizgileri içeren üç fazlý bir yapýnýn ortaya çýkmasý için

Ek le r

6 9

yeter olacaktýr. Ayný seyrelme deðeri için Y alaþýmýnýn

ulaþtýðý ferritik faz daha dengeli olurken baðlantý

bölgesinde kýrýlgan yapý oluþumu “OX” doðrusunun

altýnda bulunan Y’ alaþýmý için daha kritik düzeydedir.

SCHAEFFLER Diyagramý’ndan elde edilen bu

bilgiler, temsili noktalarý “OX” doðrusunun üstünde

bulunan östenitik tip elektrodlarýn seçilmesi halinde

daha saðlýklý sonuçlarýn elde edileceðini göstermek-

tedir. Çünkü, ayný ferrit miktarlarýnda bile bu elektrod-

lardaki, östenit+ferrit fazýnýn yapýda daha dengeli

olmasý nedeniyle, seyrelme oranlarý oldukça yüksek bir

düzeyde tutulabilmektedir.

Y’ alaþýmý için, ferrit içeriðindeki % 8’lik artýþa karþýlýk

gelen Y’’ noktasý, seyrelmenin % 10 kadar daha fazla

olmasýna olanak saðlar. Ayný sonuca ulaþmak için ise Y

Þekil 1 - Ferritik çeliklerin östenitik elektrodlarla gerçekleþtirilen heterojen baðlantý yapýlarýný gösteren SCHAEFFLER Diyagramý

Östenit

5

5

0

10

15

20

25

30

10

7060

5040

% 42

% 55

50

60 50 40 30 20 10

40 30 20 10

% 27

% 15

% 22

3020

10

15 20 25 30 35

ZZ’

d

%5

)

(=

( d =

% 1

0 )

( d =

% 20 )

Ferrit

Östenit + Ferrit

Martenzit

Ö + M

[ Cr ] Eþdeðeri

( Cr )

( Ni )

[ N

i ]

Eþdeðeri

M + F N

P

M +F

Ö + M + F

Y’’Y’

O

Y

X

Ek le r

7 0

alaþýmýna ait ferrit oranýnýn % 2 arttýrýlmasý yeterlidir.

Östenit içindeki ferrit oraný artýþýnýn, belirli seviye-

lerden sonra östenitin þekil deðiþtirme kabiliyetini

olumsuz yönde etkilediði düþünülürse, Y alaþýmýnýn

saðladýðý avantajlar daha da büyük önem kazan-

maktadýr.

% 20 oranýnda seyrelme kapasitesine sahip olan ve % 8

ferrit içeren “OX” doðrusu üzerindeki Z noktasýna ait

ferrit içeriði % 2 kadar arttýrýlýrsa (Z’ noktasý) seyrelme

kapasitesi % 25 oranýna kadar yükselebilir.

Ancak unutulmamalýdýr ki; eðer X noktasýnýn konumu

deðiþirse, yani kaynak edilen ana malzeme deðiþ-

tirilirse, çatlama riskinden uzak, saðlýklý bir kaynak

baðlantýsý saðlayabilecek uygun elektrodun yeniden

belirlenmesi için tüm grafiðin tekrar çizilmesi gere-

kecektir.

Ýki fazlý bir yapýnýn elde edilmesi çoðu zaman yeterli

olmayabilir. Çünkü yýðýlan metal bunlarýn dýþýnda

baþka kimyasal þartlarý da yerine getirmelidir. Örneðin;

karbon oraný % 0.10’un, silisyum konsantrasyonu ise

% 0,6’nýn altýnda olmalýdýr. Bazý literatürler, niob-

yumun ferrit oluþturucu etkisinin yanýnda erimiþ

metalin çatlama eðilimini arttýrdýðýný söylemektedir.

Seyrelmenin seviyesi; kaynak edilen parçalarýn kalýn-

lýðýna, kaynaðýn uygulanýþ þekline ve bilinen genel

kaynak faktörlerine baðlý olup, özellikle kök paso

uygulamalarýnda daha da belirgin hale gelmektedir.

Örnek Uygulama :

Þekil-2’de; % 4-6 Cr, % 0,5 Mo’li çelik martenzitik

bölgede yeralan S noktasý ile gösterilmiþtir.

% 20 Cr, % 10 Ni ve % 3 Mo’li östenitik tip elektrod ise

B noktasýnda bulunup kimyasal analizi gereði % 7

oranýnda ferrit içeren iki fazlý bir yapýya sahiptir.

% 25 Cr ve % 20 Ni’li elektrod ise tamamen östenitik

yapýda olup C noktasýnda bulunur. “SB” doðrusu

(mavi çizgi) % 30’luk bir seyrelme ile O noktasýnýn

yakýnýndan geçer ve çatlaksýz bir kaynak baðlantýsý

elde edilebilir. Yapýlan deney ve araþtýrmalar da bu

tahminlerin doðruluðunu kanýtlamýþtýr. Bu tür bir

kaynak baðlantýsýna ait içyapýnýn görünümü Þekil-3’de

yeralmaktadýr. Yapý tamamen östenitiktir ve seyrel-

menin hissedilir bir þekilde arttýðý kök pasoya ait

baðlantý bölgesinde Þekil-4’de görüldüðü gibi bir

miktar martenzit oluþmuþtur.

Eðer S noktasýný östenitik yapýdaki C noktasý ile

birleþtirecek olursak % 50’ye kadarki seyrelme oran-

larýnda, baðlantý bölgesi erime bölgesinde olduðu gibi

tamamen östenitik alana rastlar. Bu yapý, özellikle

sýcak çatlamalara karþý duyarlýdýr ve bu tür kaynaklý

birleþtirmelerde erimiþ bölgede Þekil-5’de görüldüðü

gibi mikro çatlaklara raslanmýþtýr.

Havada sertleþebilen ve Þekil-2’de X noktasý ile temsil

edilen çeliðin östenitik elektrodlarla kaynak edilerek

birleþtirilmesini ele alacak olursak daha farklý seyrelme

oranlarý ile karþýlaþýrýz.

% 10 ferrit içeren, östenitik yapýdaki bir elektrod

SCHAEFFLER Diyagramý’nda D noktasý ile temsil

edilmektedir. Bu elektrodu temsil eden D noktasý ile

ana metali temsil eden X noktasýnýn birleþtirilmesi

sonucu elde edilen “XD” doðrusu (kahverengi çizgi)

“OX” doðrusunun (siyah çizgi) üstünde olup % 27’ye

kadarki seyrelme oranlarýnda östenit ve bir miktar ferrit

Ek le r

7 1

Þekil 2 - % 4-6 Cr içeren ve orta derecede ýsý dayanýmýna sahip çeliklerin heterojen birleþtirme iþlemlerini gösteren SCHAEFFLER Diyagramý

Östenit

5

5

0

10

15

20

25

30

10 15 20 25 30 35

B

d = %

5 )

(

d

0

(= %

1 )

( d %

2 )

=

0

Ferrit

Östenit + Ferrit

Martenzit

Ö + M

[ Cr ] Eþdeðeri

( Cr )

( Ni )

[ N

i ]

Eþdeðeri

M + F N

P

Ö + M + F

E

O D

G

X

S

C

% 22

% 30

% 50

% 35 % 24

% 27

% 5

M +F

Þekil 3 - Elektrik ark kaynaðý yöntemi uygulanmýþ, tamamen östenitik yapýya sahip olan heterojen baðlantý bölgesinin içyapý görüntüsü. Ana metal sertleþebilme özelliðine sahip olup, kaynak iþleminde % 20 Cr, % 10 Ni, % 3 Mo’li elektrod kullanýlmýþtýr. Seyrelme oraný ise % 30 seviyesinde tutulmuþtur.

Þekil 4 - Kaynaklý baðlantý Þekil-3’dekinin aynýsý olup kaynak aðýzýnýn kök kýsýmlarýnda oluþan martenzit hattý görülmektedir.

içeren baðlantý bölgeleri verir. Yapýlan deneyler bu tür

bir kaynaklý baðlantýnýn çatlaklardan uzak olduðunu

göstermiþtir.

% 10 ferrit içeren bir diðer elektrod da % 18 Cr, % 8

Ni’li olup E noktasýnda yeralmaktadýr.

Ni = 10,5(eþ)

Cr = 20,0 olarak hesaplanýr.(eþ)

Bu elektrod % 5 seyrelmeden sonra baðlantý bölge-

sinde martenzit oluþmasýna neden olur. Bu varsayým,

büyük martenzit aðlarýný östenitik zeminde görünür

kýlan mikrografik muayene ile de doðrulanmaktadýr

(Þekil-6).

Bazý durumlarda; saf östenitik yapý, özellikle gerilme

etkisi altýnda, baðlantý bölgesinde çatlamaya neden

olabilir. Þekil-7, bu tür bir baðlantý bölgesine ait

çatlamayý göstermektedir.

Ek le r

7 2

Þekil 5 - Heterojen bir kaynak baðlantýsýnda % 25 Cr, % 20 Ni’li bir elektrod kullanýlmasý ile oluþan erime bölgesi. Mikro çatlaklar östenit aðý boyunca uzanmaktadýr.

Þekil 6 - Heterojen kaynaklý baðlantýda baðlantý bölgesinde martenzit oluþumu (a), martenzitik yapýnýn detay görüntüsü (b).

Þekil 7 - Havada su alabilen bir çeliðin % 20 Cr, % 10 Ni, % 3 Mo’li elektrodla kaynaðý. Baðlantý bölgesinde, östenitik-ferritik yapý yerini çatlak oluþumuna elveriþli östenitik yapýya terketmiþtir.

a

b

R, D tipi ve rijit açýlý kaynaklý baðlantýlarda aþaðýda

analizi verilen elektrod problemsiz kaynak dikiþleri

vermektedir.

Karbon (C) : % 0,07

Manganez (Mn) : % 1,16

Silisyum (Si) : % 0,42

Nikel (Ni) : % 10,20

Krom (Cr) : % 20,50

Molibden (Mo) : % 3,30

Buna göre :

Ni = 13,0(eþ)

Cr = 24,4 olarak hesaplanýr.(eþ)

Bu deðerleri temsil eden nokta G olup % 10 kadar ferrit

içermektedir. Kabul edilebilir seyrelme oraný ise

% 24’dür. “XG” doðrusu O noktasýnýn biraz üstünden

geçer. Ancak bu alaþýma sahip bir elektrodun

çalýþmalarda istenilen sonucu veren tek çözüm

olmadýðý gerçeði gözardý edilmemelidir. Çünkü bu

bölgede yeralan birçok ürün çatlaksýz baðlantýlar

verebilmektedir.

Tüm bunlarýn yanýnda, yýðýlan kaynak metali baþka

þartlarý da yerine getirmelidir. Özellikle silisyum

miktarý, bu elementin ferrit dengeleyici özelliðine

raðmen, belirli bir sýnýrda tutulmalýdýr.

Ek le r

7 3

7 4

Kendinizi ve diðer çalýþanlarý koruyun. Kaynak dolgu

malzemelerinin ambalajlarýna üretici firmalar tara-

fýndan yapýþtýrýlan etiketleri dikkatli olarak okuyun ve

doðru olarak anlamaya özen gösterin.

DUMANLAR ve GAZLAR saðlýðýnýz için zararlý

olabilir. ARK IÞINLARI gözlerinize zarar verebilir ve

cildimizde yanmalar oluþturabilir. ELEKTRÝK

ÇARPMASI öldürücü olabilir.

· Üretici firmalarýn talimatlarýný ve iþverenin güvenlik

ile ilgili uyarýlarýný dikkatli okuyup anlamaya özen

gösterin.

· Baþýnýzý dumandan uzak tutun.

· Genel çalýþma ortamýndan ve nefes alma bölgenizden

duman ve gazlarý uzaklaþtýrmak için havalandýma

sistemlerinden ve duman emme sistemlerinden

yararlanýn ya da her iki sistemi birlikte kullanýn.

· Göz, kulak ve vücudunuzu korumak için doðru

kýyafet ve malzemeler kullanýn.

· Elektrik yüklü parçalara dokunmayýn. Cildiniz,

elbiseniz ya da eldivenleriniz nemli ise elektrik yüklü

parçalarýn ya da elektrodlarýn bunlara deðmesini

engelleyin.

· Kendinizi iþ parçasýndan ve topraktan izole edin.

DÝKKAT !...

Paslanmaz çelikler gibi yüksek oranda krom içeren

malzemelerin kaynaðýnda bir takým özel havalandýrma

ve/veya duman emme sistemlerinin kullanýlmasý öne-

rilmektedir. Paslanmaz çelik dolgu malzemelerinin

normal kullanýmýndan kaynaklanan duman ve gazlar

yüksek oranda krom bileþikleri içermektedir. Krom

için izin verilen maksimum deðer olan 0.5 mgr/m³

ve/veya krom-VI için izin verilen maksimum deðer

olan 0.05 mgr/m³ seviyelerinin, toplam kaynak duma-

nýnýn sýnýr deðeri olan 5.0 mgr/m³'e ulaþýlmadan önce

aþýlabileceði unutulmamalýdýr.

DOLGU MALZEMESÝNÝ KULLANMADAN ÖNCE

ÝLGÝLÝ ÜRÜNE AÝT "ÜRÜN GÜVENLÝK BÝLGÝ

FORMU"NU DÝKKATLE OKUYUN.

· American National Standard, Z49.1

"Safety in Welding and Cutting"

American Welding Society

P.O. Box 351040

Miami, FLORIDA 33135

U.S.A.

· OSHA Safety and Health Standards, 29 CFR 1910

U.S. Government Printing Office

Washington, DC 20402-0001

U.S.A.

KAYNAKTA SAÐLIK ve GÜVENLÝK

Elektrik Çarpmasý Ark Iþýnlarý Gazlar ve Dumanlar Kaynak Sýçramalarý Manyetik Alanlar

AYRINTILI BÝLGÝ ALINABÝLECEK

YARDIMCI KAYNAKLAR

Paslanmaz çeliklerin kaynaðý ile ilgili daha ayrýntýlý

bilgiye ulaþmak için baþvurulabilecek yayýnlarýn listesi

aþaðýda verilmiþtir:

The Welding Handbook

7. Baský, Cilt 4, Bölüm 2


ANSI / AWS D10.4

Östenitik Paslanmaz Çelik Boru Donanýmlarýnýn ve

Boru Hatlarýnýn Kaynaðý Ýçin Çözüm Önerileri


AWS - A4.2

Östenitik ve Çift Fazlý Ferritik-Östenitik Kaynak

Metalindeki Delta Ferrit Dokusunun Ölçülmesinde

Kullanýlan Manyetik Cihazlarýn Standart

Kalibrasyon Ýþlemleri


AWS - A5.4

Paslanmaz Çeliklerin Metal Ark Kaynaðýnda

Kullanýlan Örtülü Kaynak Elektrodlarýnýn Özellikleri


AWS - A5.9

Çubuk ve Tel Þeklindeki Paslanmaz Çelik Kaynak

Elektrodlarýnýn Özellikleri


AWS - A5.22

Paslanmaz Çeliklerin Ark Kaynaðýnda Kullanýlan

Özlü Tellerin ve TIG Kaynaðýnda Kullanýlan

Tellerin Özellikleri


AWS - A5.30

Birleþtirilecek Parçalarýn Aralarýna Konulan ve

Çeþitli Geometrik Forma Sahip Kaynak

Ürünlerinin Özellikleri


ASM Metals Handbook

Kaynak ve Lehimleme

8. Baský, Cilt 6

ASM International

ASM Metals Handbook

Kaynak, Sert Lehimleme ve Yumuþak Lehimleme

9. Baský, Cilt 6

ASM International

AWS - FMC

Kaynak Dolgu Metalleri Karþýlaþtýrma Tablolarý


ASM Metals Handbook

Metallerin Özellikleri ve Seçimi

8. Baský, Cilt 1

ASM International

The Making, Shaping and

Treating of Steels

10. Baský

United States Steel Corporation

ASM Metals Handbook

Paslanmaz Çeliklerin, Takým Malzemelerinin ve

Özel Amaçlý Metallerin Özellikleri ve Seçimi

9. Baský, Cilt 3

ASM International

Welding Metallurgy of Stainless Steels

Erich Folkhard, Springer

Verlag, New York

7 5

YARARLANILAN

KAYNAKLAR

ÝNGÝLÝZCE KAYNAKLAR

1- Stainless Steels

Properties - How to Weld Them

Where to Use Them

John M. Gerken, Damian Kotecki

The Lincoln Electric Company, 1990

2- Welding Procedure Handbook of Arc Welding

The Lincoln Electric Company, Ohio, 1994

3- Welding Handbook

Materials and Applications - Part 2 - Volume 4

American Welding Society, Miami-Florida, 1994

4- Stainless Steel Weldirectory

Stick Electrodes and Techniques

The Lincoln Electric Company, Ohio, 1998

5- Structure Diagram forStainless Steel Weld Metal

The Lincoln Electric Company

FRANSIZCA KAYNAKLAR

6- Métallurgie de la Soudure

D. Séférian

Dunod - Paris, 1959

7- Les Electrodes Enrobées PourAciers Inoxidables

The Lincoln Electric Company, France, 2001

Kaynak Tekniði Sanayi ve Ticaret A.Þ.

Yakacýkaltý, Ankara Asfaltý Üzeri, Yanyol, Mermer Sokak, No:16

34876 Kartal / ÝSTANBUL

Tel : (0216) 377 30 90 - pbx Faks : (0216) 377 00 00

www.askaynak.com.tr

paslanmaz çelikler

Documents

Transcript of paslanmaz çelikler