Alüminyum Kaynak Uygulamalarında Sıkça Sorulan Sorular

27.11.2017

Alüminyum kaynak uygulamalarında en sık sorulan sorular ve bu soruların uzman bir ağızdan cevapları

 

Alüminyum Kaynak Uygulamalarında Sıkça Sorulan Sorular 

Aşağıda, alüminyum kaynağı hakkında en sık sorulan sorular ve bu soruların bir uzman ağızdan cevapları verilmiştir.  
 
1.  Uyguladığım alüminyum kaynağı neden ana malzemeden çok daha zayıf? 
2.  Alüminyum kaynağı uygulamasında ne tip bir koruyucu gaz kullanmalıyım? 
3. TIG (Argon) kaynağı işleminde alüminyum için en iyi elektrot hangisidir? 
4. Alüminyum kaynağı uygulamasında ne kadar ön tav vermeliyim? 
5. Alüminyum kaynakları için en uygun gerilim giderme işlemi hangisidir? 
6. Farklı alüminyum alaşımları nasıl ayırt edebilirim? 
7. Farklı kalınlıkta iki alüminyum parçaya nasıl TIG (Argon) kaynağı yapabilirim? 
8. 7075'e nasıl kaynak yapabilirim?   
 

1. Uyguladığım alüminyum kaynağı neden ana malzemeden çok daha zayıf?  

Çelik malzemelere ana malzeme kadar dayanıklı kaynak yapılabilmektedir. Ancak, alüminyum malzemelerde bu geçerli değildir. Kaynak hemen her zaman ana malzemeden daha zayıf olacaktır. Bunun nedenini daha iyi anlamak için iki alüminyum alaşım kategorisini ele alalım; ısıl işleme elverişli ve ısıl işleme elverişsiz alaşımlar. İkinci kategori sadece soğuk işlemle sertleştirilebilir ve dolayısıyla metal fiziksel değişikliğe uğrar. Alaşım soğuk işleme tabi tutuldukça dayanıklılığı artar.  

Ancak, soğuk işlenmiş bir alaşıma kaynak yaptığınızda, 0 menevişli (veya sıfır tavlı) duruma geri dönmesi ve "yumuşaması" için kaynağın etrafındaki malzemeye bölgesel tavlama yaparsınız. Bu nedenle, ısıl işleme elverişli olmayan alaşımlara ana malzeme kadar dayanıklı kaynak yapmanın tek yolu 0 menevişli durumdan başlamaktır.  
Isıl işleme elverişli alüminyum alaşımlarda, ısıl işlemin son adımında metal yaklaşık 205°C sıcaklığa ısıtılır. Ancak, kaynak işlemi sırasında kaynağın etrafındaki malzeme 205°C 'den çok daha yüksek bir sıcaklığa ulaşır ve bunun sonucunda bazı mekanik özelliklerini kaybeder. Dolayısıyla, kaynak sonrası ısıl işlemler uygulanmadığı takdirde, kaynağın etrafındaki bölge alüminyumun diğer kısımlarından önemli oranda (yaklaşık olarak yüzde 30 ila 40) daha zayıf hale gelir. Isıl işleme elverişli alüminyum alaşımlara kaynak sonrasında ısıl işlem uygulandığında ise, alaşımın özelliklerinde iyileşme kaydetmek mümkündür.  
 
Aşağıda, ısıl işleme elverişli ve elverişsiz olan alüminyum alaşım serileri verilmiştir:  
Isıl işleme elverişli seriler: 2000, 6000, 7000.  
Isıl işleme elverişsiz seriler: 1000, 3000, 4000, 5000.  
      

2. Alüminyum kaynağı uygulamasında ne tip bir koruyucu gaz kullanmalıyım?  

TIG (Argon) Kaynağı ve MIG (Gazaltı) Kaynağı (uygulamalarında, 1,25 cm kalınlığa kadar alüminyum malzemeler için saf argon kullanılır. Kalınlık 1,25 cm üzeri olursa, arkı daha sıcak hale getirmek ve kaynak nüfuzunu artırmak için yüzde 25 ila 75 arası bir oranda helyum eklenebilir. Argon en iyisidir çünkü sağladığı ark temizleme etkisi helyumdan daha fazladır ve ayrıca helyumdan daha ucuzdur.  
 
Asla oksijen veya karbondioksit içeren bir koruyucu gaz kullanmayın; aksi takdirde alüminyum oksitlenir.  
 

 3. TIG (Argon) Kaynağı işleminde alüminyum için en iyi elektrot hangisidir?  

Çelik de dahil olmak üzere çoğu malzeme için, yüzde iki toryum alaşımlı tungsten elektrot tavsiye edilir. Ancak, alüminyum kaynağında DC yerine AC kullanıldığından, elektriksel özellikleri farklıdır ve tungsten elektroda verilen enerji miktarı AC kaynağında daha yüksektir. Bu nedenlerle, alüminyum kaynağı için saf tungsten veya zirkonyum alaşımlı tungsten tavsiye edilmektedir.  
 
Ayrıca, AC kaynağında elektrot çapı DC'ye göre daha büyük olmalıdır. 3.25’lik bir elektrotla başlanması ve daha sonra gerekirse ayarlanması tavsiye edilir. Zirkonyum alaşımlı tungsten elektrotların akım taşıma kapasitesi saf tungsten elektrotlardan daha yüksektir. AC kaynağı için bir diğer yararlı ipucu ise küt uç kullanılmasıdır; sivri uç kullanıldığında ark gezinme eğilimi gösterir.  
 

 4. Alüminyum kaynağı uygulamasında ne kadar ön tav vermeliyim?  

Az miktarda bir ön tav iyi olmakla birlikte, çok fazla ön tav vermek alüminyumun mekanik özelliklerine zarar verebilmektedir. Daha önce belirttiğimiz üzere, ısıl işleme elverişli alaşımlar için nihai ısıl işlem sıcaklığı 205°C olduğundan, kaynak uygulaması sırasında alüminyum 177°C 'ye ısıtılır ve sıcaklık bu aralıkta tutulursa alüminyumun mekanik özellikleri değişir. 
 
5000 serisi gibi ısıl işleme elverişli olmayan alaşımlarda, kaynak ustası sıcaklığı 93°C  aralığında tutsa dahi malzemeyi gerilme korozyonu çatlağına hassas hale getirebilir. Çoğu durumda, parçadaki nemi gidermek için bir miktar ön tav kabul edilebilir olmakla birlikte, belirli bir sınırın aşılmaması önerilir.  
 
Deneyimsiz alüminyum kaynakçılarının birçoğu ön tav işlemini destek olarak kullanır. Alüminyum kaynağında kullanılan ekipmanın nispeten yüksek kapasitelerde çalışması gerektiğinden birçok kaynakçı ön tavın ekipman sınırlamalarının giderilmesine yardımcı olduğunu düşünür, ancak durum böyle değildir. Alüminyumun erime noktası (649°C) çeliğin erime noktasından (1427°C ila 1483°C) düşüktür. Erime noktası düşük olduğu için, birçok kaynak ustası alüminyum kaynağı için hafif iş tipi ekipmanların yeterli olduğunu düşünür. Ancak, alüminyumun ısıl iletkenliği çeliğin beş katıdır; yani ısı çok hızlı yayılır. Bu nedenle, alüminyum kaynağı uygulamalarında kullanılan kaynak akımları ve voltajları çelik kaynağına göre daha yüksektir ve dolayısıyla alüminyum için aslında daha ağır iş tipi ekipmanlar kullanılması gerekir. 
 

5. Alüminyum kaynakları için en uygun gerilim giderme işlemi hangisidir?  

Kaynak uygulaması sırasında, eriyen malzeme katılaştıkça büzüldüğü için kaynağın yakınındaki bölgede kalıntı gerilmeler oluşur. Ayrıca, kaynak ustası kaynak yapılan bu yapıyı önüne alıp işleme yoluyla malzeme kaldırmaya başladığında, ilgili bölge yamulma eğilimi gösterir ve boyutsal kararsızlık oluşur. Alüminyumda bu durumdan kaçınmak için, kaynak ustaları malzemeyi alüminyum atomlarının hareket etmesini sağlayacak bir sıcaklığa kadar ısıtmak suretiyle bir gerilim giderme işlemi gerçekleştirir.  
Gerilim giderme sıcaklığı çelik için 565°C ila 593°C iken, alüminyum için uygun olan gerilim giderme sıcaklığı 343°C 'dir. Başka bir deyişle, alüminyum kaynağı sonrası gerilim giderme işleminin etkili olabilmesi için malzemenin mekanik özelliklerin yitirileceği bir sıcaklığa kadar ısıtılması gerekecektir. Bu nedenle, kaynak sonrası gerilim giderme işlemi alüminyum için tavsiye edilmez.  
 

6. Farklı alüminyum alaşımları nasıl ayırt edebilirim?  

Alüminyum alaşım türleri oldukça fazladır ve kaynak uygulamasını düzgün ve güvenli bir şekilde gerçekleştirebilmek için, hangi alaşım üzerinde çalıştığınızı bilmeniz önerilir. Bilmiyorsanız, aşağıdaki genel kuralları esas alabilirsiniz: 
 
Ekstrüzyon malzemeler genellikle 6000 serisi alaşımdır Dökümler çoğunlukla alüminyum/silikon döküm kombinasyonudur -- bazıları kaynağa elverişlidir, bazıları değildir Sac, levha veya çubuk malzemeler genellikle 5000 veya 6000 serisi alaşımlardır.
 
Emin olmak isterseniz, alaşımınızın tam terkibini tespit etmenize yardımcı olacak bir alaşım test kiti satın alabilirsiniz. 
 

 7. Farklı kalınlıkta iki alüminyum parçaya nasıl TIG (Argon) kaynağı yapabilirim?  

Farklı kalınlıkta iki alüminyum parçaya kaynak yapılacaksa, parametreler en kalın parçaya TIG kaynağı yapılabilmesini sağlayacak kadar yüksek değerlere ayarlanmalıdır. Kaynak sırasında, birleşim noktasını destekleyin ve daha kalın olan parçaya daha fazla ısı uygulayın.  
 

8. 7075'e nasıl kaynak yapabilirim?  

Alüminyum alaşımların çoğu kaynak uygulamasına elverişli olmakla birlikte, elverişli olmayanlar da azımsanmayacak sayıdadır ve 7075 de bunlara dahildir. Bu örnekte özellikle 7075'i belirtmemizin nedeni, en yüksek mukavemetli alüminyum alaşımlardan biri olmasıdır. Tasarımcı ve kaynakçıların birçoğu kullanılacak alüminyum alaşımı belirlerken öncelikle tüm alüminyum alaşımları ve mukavemetlerini gösteren bir tabloya bakarlar. Fakat bu söz konusu deneyimsiz kişilerin farkında olmadıkları bir şey vardır; yüksek mukavemetli alüminyum alaşımların sadece birkaçı kaynağa elverişlidir - özellikle 7000 ve 2000 serisindekiler - ve bunların kullanılmaması önerilir.   
   
Kaynak uygulamalarında 7075'in asla kullanılmaması kuralının tek istisnası, enjeksiyon kalıplama sektörüdür. Bu sektörde kalıp onarımında 7075'e kaynak yapılmaktadır - fakat bu malzemenin yapısal işlerde asla kullanılmaması önerilir.  
 

Aşağıda, alüminyum alaşım seçiminde esas alınabilecek bazı basit kurallar verilmiştir:  

Alaşım Serileri Alaşımın Temel İçeriği 
 
1000 serisi Saf alüminyum 
2000 serisi 
Alüminyum ve bakır. (Havacılık ve uzay endüstrisinde yüksek mukavemetli alüminyum kullanılır) 
3000 serisi 
Alüminyum ve mangan. (Düşük-orta mukavemetli alaşımlardır; içecek kutuları ve soğutma boruları bu alaşımların kullanıldığı ürünlere örnek gösterilebilir) 
4000 serisi 
Alüminyum ve silikon. (Bu serideki alaşımların çoğu kaynak veya sert lehimlemede dolgu malzemesi olarak kullanılır) 
5000 serisi 
Alüminyum ve magnezyum. (Bu alaşımlar genellikle metal sac veya levhalar halindeki yapısal uygulamalar için kullanılır - 5000 serisi alaşımların tamamı kaynağa elverişlidir) 
6000 serisi 
Alüminyum, magnezyum ve silikon. (Bu alaşımlar ısıl işleme elverişlidir ve genellikle ekstrüzyon ürünler ve sac ve levhalar için kullanılır - tamamı kaynağa elverişlidir fakat çatlamaya karşı hassas olabilirler. Bu alaşımları asla dolgu metali kullanmadan kaynak yapmaya çalışmayın) 
7000 serisi 
Alüminyum ve çinko. (Bunlar havacılık ve uzay endüstrisinde kullanılan yüksek mukavemetli alaşımlardır ve terkipleri bazen başka alaşımlar da içerebilir) 
   
Askaynak, yüksek mukavemetli alüminyum tasarımlarınızda, 2000 veya 7000 serileri yerine yüksek magnezyum içerikli bir 5000 serisi alaşım tercih etmenizi tavsiye eder. 5000 serisi alaşımlar kaynağa elverişlidir ve en iyi sonucu verir.