Paslanmaz Çeliklerin Kaynağı

PASLANMAZ ÇELİKLERİN KAYNAĞI

Paslanmaz çeliklerin kaynağını olumsuz yönde etkileyen bazı durumlar mevcuttur. Bunları iyi bilip gerekli tedbirler alınırsa paslanmaz çeliklerin kaynağı daha kolay yapılır ve neticesi daha emniyetli olur. Bu sorunlar ve tedbirleri konunun sonunda ayrıca incelenmiştir.

1) MARTENZİTİK ÇELİKLERİN KAYNAĞI

Martenzit sert ve gevrek olduğu için kaynak esnasında çatlar. Bu çeliklerde anormal derecedeki yavaş kritik soğuma hızından ötürü havada soğuma dahi en kalın kesitlerde bile bölgede ani soğuma tesirlerini yok etmek zor olduğundan kaynak kabiliyetleri zayıftır. Bununla beraber az karbon ihtiva edenler kaynak edilebilirler. Çünkü bu çeliklerde martenzitin sertlik derecesi ihtiva ettiği karbon miktarına bağlıdır. Az karbonlu çeliklerde martenzit nisbeten daha az sert ve gevrektir .Daha önce de belirtildiği gibi , martenzit bu sertliğinden ve gevrekliğinden dolayı kaynaktan sonra soğurken sert çatlaklara sebep olduğundan bu çeliklerin fazla karbon ihtiva edenleri mümkün mertebe kaynak edilmemelidirler.

Kaynaktan önce 200 ila 300 derece de bir ön tavlama yapılmalıdır. Bu tavlama sertliği  azaltmaz ama gerilmeleri azaltır. Kaynağa müteakip de 800-820 derecede 2 ila 4 saat kadar tavlanmalıdır. Bu tavlama işlemi , parçaya ön tavlama sıcaklığına kadar soğumadan yapılmalıdır. Bu tavlama ile kaynak bölgesinde daha sünek bir yapı elde edilir ve gerilmeler azaltılmış olur. Yalnız bu tavlamadan sonra parça asla açık havada soğutulmaya bırakılmamalıdır.

Bu çeliklerin kaynağında ostenitik elektrot kullanılır . bu elektrotun  kullanılması sünek bir kaynak sağlar ve kaynağın akma mukavemeti biraz düşük olur. Düşük akma mukavemetine sahip kaynakta kandini çekme gerilmeleri azdır. Bu da ısının tesiri altında kalan bölgedeki çatlama tehlikesini azaltır. Ostenitik elektrot kullanılması dahi ısının tesiri altında kalan bölgede martenzit oluşumuna  engel olmaz. 

2) FERRİTİK ÇELİKLERİN KAYNAĞI

Büyük miktarda krom ve az miktarda karbon ihtiva ettiklerinden martenzit oluşmaz. Bundan dolayı kaynak esnasında ısını tesiri altında kalan bölgede birçok zorluklar ortadan kalkmış olur. Yapıları normal olarak ferrit ve karbürlerden oluşmaktadır. Faz dönüşmesi yoktur. Bu yüzden çabuk soğuma ile sertleştirilemezler.

Bu çeliklerin kaynağında en büyük engel malzemenin 1150 derecenin üstünde tane büyümesine olan eğilimidir. Diğer bir engel de sigma fazının teşekkülüdür. 400 ila 550 derecede tutulduğu haller hariç kromlu ferritik çeliklerde sigma fazının oluşması normal halde ortaya ciddi bir problem çıkartmaz.

Tavlamanın bir levhadaki yapı , tanelerin içerisine ve arasına karbür serpilmiş ferritten ibarettir. Kromlu ferritik çelik daima bir miktar karbon ihtiva eder. Karbonun ferritteki erime kabiliyeti çok büyük olduğundan , incecik dağılmış karbür parçacıklarıiçerisinde bulunur. Kaynak esnasında malzeme yüksek sıcaklığa eriştiğinden karbürler etrafını çevirdiği ferritin bir kısmı ile reaksiyona girerek küçük ostenit bölgeleri meydana getirir. Sıcaklığın 1150 dereceyi geçtiği kaynağa yakın bölgelerde malzeme şiddetli bir tane büyümesine maruz kalır. Bu olay esnasında daha önceden meydana gelen ostenit , tane sınırları boyunca martenzitik bir ağı bulunan iri taneli ferritten oluşmuş bir bölge meydana gelir. Martenzit , miktarı bakımından malzemenin sertliğine tesir edebilecek durumda olmamasına rağmen malzemeyi gevrek bir hale sokar.

Yüksek miktarda krom ve karbon ihtiva eden ferritik çeliklerin kaynağında 200 derecelik bir tavlama kullanılabilir. Diğer hallerde ön tavlamaya gerek yoktur. Kaynak edilmiş parçaların zorlanması tercihen 300-400 derecelik bir tavlamadan sonra yapılmalıdır. Zira bu sıcaklıkta malzemenin sünekliliği hissedilir derecede iyileşmektedir.

3) ÖSTENİTİK ÇELİKLERİN KAYNAĞI

Bu çeliklerin ısıl genleşme ısıl genleşme katsayılarının fazla , ısı iletme katsayılarının düşük olması , sigma fazı oluşumu ve karbür çökelmesi sebebiyle kaynak edilmeleri zordur. Ancak bu durumlar için gerekli tedbirler alınırsa emniyetli kaynak edilebilirler. Örtülü elektrotlarla ark kaynağında , elektrot örtüsünde selüloz bulunması halinde , karbon örtüden kaynak banyosuna geçebilir. Oksi asetilen kaynağında asetilen fazlalığı da karbürasyona sebep olduğundan arzu edilmez. Diğer taraftan , kaynak ağızlarındaki pislik ve yağlı maddeler de karbürasyona sebep olabileceğinden bunların daha önceden dikkatlice temizlenmesi gerekir.

Paslanmaz çeliklerin kaynağında aşağıdaki hususlara dikkat etmek gerekir.

  • Kaynak yapılacak yerin herşeyden önce boya , vernik v.s. gibi maddelerden arınmış olması gerekir.
  • Rutubet , kükürt ve diğer kimyevi maddelerde kaynak kalitesini ters yönde etkiler.
  • Kaliteli bir kaynak için , en iyi kalite paslanmaz çelik malzeme ve elektrot kullanılmalıdır.
  • Kaynak ağzı iyi ve uygun açılmalıdır.
  • Kaynak çapak ve cüruflarının temizlenmesinde taş veya paslanmaz çelik tel fırça kullanılmalıdır.
  • Elektrotların rutubetten iyi muhafaza edilmesi gerekir. Kullanılmayan elektrotlar özel raf veya kurutma fırınlarında saklanmalıdır.
  • Kaynak ağzının rutubetten arındırılması için şalama veya kuru hava ile kurutulması gerekir.
  • 300 serisi paslanmaz çeliklerde ön tavlama ve kaynak sonrası tavlama işlemi gerekmez.
  • Isı miktarını düşük tutmak için küçük çaplı elektrot kullanılmalıdır.
  • Ana alaşıma uygun veya aynı grubun bir üst derecesindeki elektrotlardan kullanılmalıdır.
  • 300 serisi çeliklerin kaynağında soğuma esnasında soğuma esnasında gerekli tedbirler alınmazsa kaynak çatlayabilir.
  • Yatay ve düz kaynaklarda elektrot , kaynak yönünde ve 150 derecelik bir açı yapacak şekilde , kaynak arkı kısa tutulmak şartı ile yapılmalıdır.
  • Dik kaynak için elektrot levhaya dik tutulmalı , birinci sıranın üzerinde ufak salınımlarla yürütülmelidir.
  • Tavan kaynağı, kısa ark ile eli oynatmadan yapılmalıdır.
  • En iyi korozyon mukavemeti mümkün olan en düşük amper ve dalgasız düz bir kaynakla mümkündür.
  • Çok düşük amper ,  dengesiz ark oluşmasına , elektrot yapışmasına , cüruf formasyonuna , zor temizlenmeye dolayısıyla korozyon mukavemetinden kayıplara yol açar.
  • Çok yüksek amper veya uzun bir ark ise kaynak sıralarını bozar , çatlamaya sebep olur.
  • Cüruf zor temizleniyorsa , kaynak ağzı pis veya dardır , sıralar düzenli değildir, elektrot rutubetlenmiştir veya kaynak tam anlamı ile soğumamıştır.
  • Paslanmaz çelik kaynaklarında çatlama , sıralar üzerinde kraterlerin kalmış olması , başlangıç ve bitişlerde uzun ark , parçanın fazla ısıtılması , hızlı pas , yanıl kaynak ağzı ve yanlış elektrot tipi kullanılması yüzünden meydana gelebilir.
  • Paslanmaz çelik düz ve temiz olduğundan kaynağın fazla derine nüfuz ettirilmesi gerekmez. Son sıralarda hiç açıklık bırakılmaması yeterlidir.
  • Montaj standartlarının çoğu paslanmaz çeliklerde %100 röntgen çekilmesini öngörür. Bu filmler teker teker incelenerek hatalar bulunur ve tamir edilir. Röntgende hata çıkmaması için kaynağın gereklerine uymak , kaynak sıralarının cüruflarını iyi temizlemek ve düzgün kaynak yapmak gerekir. İyi netice için cüruf kırma ameliyesi her kaynak sırası arasında taş veya paslanmaz tel fırça ile tekrarlanmalıdır.
  • Paslanmaz çelik kaynaklarında , alaşım çeliklerinde de olduğu gibi ilk sırada TIG ve MIG kaynağı kullanmak mümkün , hatta tercih edilir.

4. PASLANMAZ ÇELİKLERE UYGULANAN KAYNAK USULLERİ

Paslanmaz çeliklerin kaynağında muhtelif kaynak usulleri uygulanır.Pratikte en çok tatbik edilenler :

  1. Örtülü elektrotlarla yapılan normal elektik kaynağı
  2. MIG kaynağı
  3. TIG kaynağı
  4. Tozaltı kaynağı
  5. Plazma kaynağı
  6. Oksi-asetilen kaynağı

Bu kaynak şekillerini sıra ile inceleyelim ;

4.a) Örtülü Elektrotlarla Yapılan Normal Elektrik Kaynağı:

Paslanmaz çeliklerin kaynağında en çok kullanılan kaynak şeklidir.Bundan dolayı paslanmaz çeliklere uygulanan bu kayna şekli daha detaylı olarak incelenecek , diğer kaynak usullerinden ise daha kısa ve öz olarak anlatılacak.

Ostenitik çeliklerden az ferrit ihtiva edenlerinin elektrik ark kaynağı ile birleştirilmelerinde pek problem yoktur ve az karbon ihtiva eden paslanmaz çelikler daha kolay ve daha emniyetli kaynak edilirle. Fakat ferritik fazla olan ostenitik çeliklerin kaynağında sıcak çatlama hassasiyeti mevcuttur. Onun için kaynak yapılırken dikkatli davranmalıdır. Çatlama hassasiyeti bu gruba giren bütün çelik cinslerinde aynı değildir. Eğer çatlama hassasiyetine göre bir sınıflama icap ederse aşağıdaki tabloyu vermek gerekir.

Çeliğin İçeriği %

Sıcak Çatlama Hassasiyeti

C

Cr

Ni

Cu

Mo

 

0,05

20

24

2

5 * C

3

Çok hassas

0,10

23

14

-

-

-

Hassas

0,16

25

20

-

-

-

Hassas

0,40

17

36

-

-

-

Hassas

0,05

17,5

14

-

-

2,7

Az hassas

0,03

17

14

-

-

2,7

Az hassas

0,16

23

14

-

-

-

Az hassas

Bu çeliklerin sıcak çatlama hassasiyeti dolayısıyla mümkün mertebe soğuk olarak kaynak yapılması ve ayrıca aşağıdaki esaslara uyulması gerekir.

  • İnce çaplı elektrot kullanılmalı
  • Kaynak imkan nispetinde asgari akım şiddetinde yapılmalı
  • Pasolar ince olmalı ve mümkün mertebe elektrota hareket verilmeden düz olarak çekilmeli
  • Çok pasolu kaynakta , her paso çekildikten sonra parça oda sıcaklığına kadar soğumalı ve sonra müteakip paso çekilmelidir. Soğumanın bilhassa sakin havada olmasına dikkat edilmelidir.
  • Kaynağın bitimindeki krater kapatılmalı ve eğer bir krater çatlağı mevcut ise yeniden kaynak yapılmadan evvel çatlak kısım taşlanarak bertaraf edilmelidir.

4.a.1 – Kaynak Ağzının Hazırlanması

Paslanmaz çeliklerin alın birleştirmelerinde kullanılan kaynak ağızları aşağıdaki şekildeki gibidir.

3.a.1.a - Küt alın (I) birleştirmesi : 1-4 mm arasındaki kalınlıklar için kullanılır. 1mm’lik saclarda iki parça arasında aralık bırakılmaz. 1,5 mm den kalın saclarda ise Rulit elektrotlarda b=0,5*sac kalınlığı(s) ,  ve bazik elektrotlarda b=0,3*s kadar olmalıdır.

4.a.1.b – ( V ) Birleştirmesi : 5-15 mm arasındaki kalınlıklar için kullanılmalıdır. Ağız açısı ve iki parça arasındaki aralık , iyi nüfuziyet temin edecek şekilde  seçilmelidir. Bunun için de aşağıdaki değerler tavsiye edilir ;

Sac kalınlığı  ( s = mm)

Ağız açısı ( a )

Aralık ( b = mm )

5-8

800

2-2,5

8-12

700

2-2,5

12

600

2-2,5

4.a.1.c – ( U ) Birleştirmesi : 16 mm den kalın sacların birleştirilmesinde kullanılır. Bu birleştirmeye ait ağız karakteristikleri aşağıda verilmiştir.

Sac kalınlığı ( s = mm )

b  açısı

R = mm

16-25

14

5

25-35

12

6

35

10

7

4.a.1.d – ( X ) Birleştirmesi : Eğer  konstrüksiyonun her iki tarafından kaynak yapılması imkanı varsa kullanılır. 8-35 mm arasındaki saclara uygulanır. Daha kalın parçalarda çift ( U ) kullanılabilir. X birleştirmesine ait ağız açıları sac kalınlığına bağlı olarak aşağıda verilmiştir.

Sac kalınlığı ( s = mm )

Ağız açısı ( a )

8-13

800

14-24

700

25-35

600

Kaynak tekniği bakımından X birleştirmesi V  ve U  birleştirmelerinden daha iyidir. X birleştirmesinde meydana gelen çarpılma ve kendini çekmeler daha azdır.

İç köşe , dış köşe ve bindirme gibi diğer birleştirme şekillerinde normal karbonlu çeliklerinkinden bir farkı yoktur.

3.a.2) Bağlama (Puntalama )

Seri halinde yapılan kaynaklarda mekanik bağlama tertibatının kullanılması en iyi yoldur. Kaynak ile yapılan bağlamada iki parça arasındaki mesafenin aynı kalmasına dikkat edilmelidir. Onun için de bağlamanın uygun bir sıra dahilinde yapılması gerekir.

Genel olarak paslanmaz çeliklerde iki bağlama noktası arasındaki mesafe karbonlu çeliklerinkinden daha azdır.

4.a.3) Elektrot Seçimi

Elektrot seçiminde genel kaide , kaynak yerinin esas metal ila aynı kimyevi bileşime sahip olmasıdır. Bazı hallerde bu kaidenin dışına çıkıldığı da görülür. Mesela , yüksek alaşımlı bir elektrotun , daha düşük alaşımlı bir esas metal için kullanılması gibi. Birçok atölyelerde 18/8 çeliği( molibdensiz ) molibden alaşımlı elektrot ile kaynak yapılmaktadır.

Bugün , paslanmaz çeliklerin elektrik ark kaynağında kullanılan elektrotların örtüsü ya bazik yada rutil karakterlidir. Her iki tip elektrot da kendine mahsus avantajlara sahiptir. İkisi arasında tercih bakımından keskin kesin bir sınır vermek oldukça zordur. Bazı kaynak işlerinde her iki tipten birini seçmek bir anlam ifade etmez.

Rutil elektrotlar rahat bir çalışma imkanı verdiği , cürufu kolay kalktığı ve güzel dikiş görünüşü verdiği için birçok kaynakçılar tarafından tercih edilmektedir. Diğer taraftan bir iç köşe dikişi için bazik elektrot düşünülebilir.

5 mm den ince paslanmaz çeliklerde birleştirmenin her tarafından bir paso çekilerek kaynak yapılması bahis konusu ise , bu taktirde rutil elektrotlar daha ekonomiktir. İki parça arasındaki mesafe uygun şekilde seçilirse , fazla her dikiş yüksekliği meydana gelmeden düzgün birleştirme elde edilir. Bu husus bilhassa dikişin sonradan taşlanması bahis konusu ise büyük anlam ifade eder.

Bir atölye dahilinde yapılan paslanmaz çelik kaynaklarında , uygun bağlama ve kaldırma tertibatları kullanarak , dikiş daima yata pozisyonda yapılırsa , kaynak ameliyesi kolaylaştığı gibi rutil elektrot da kolaylıkla kullanılır. Dikey veya zor pozisyonda yapılacak montaj kaynaklarında bazik elektrot rutil elektrota nazaran daha uygundur.

Bazik elektrotlar özellikle aşağıdaki hallerde tavsiye edilirler;

  • Dikey ve tavan kaynaklarında ince bir dikiş kalınlığı elde etmek ve kaynağı müteakip taşlama işlemini azaltmak için yukarıdan aşağıya doğru kaynak edilir.
  • Yüksek kaliteli bir kaynak birleştirmesi istendiği zaman
  • Kaynak ağzının dar ve gayri muntazam olması halinde
  • V , U veya X ağzı açılmış kalın parçaların kaynağında bazik elektrot tercih edilir.

Elektrotun Tutuşturulması :

Rutil elektrotların gayet kolay tutuşturulmasıyla beraber bazik elektrotların tutuşturulması biraz daha zordur. Elektrot daima kaynak yapılan ağzın içinde tutuşturulmalıdır , çünkü yanma yarası oluşturur. Elektrot söndürüldüğü zaman genellikle ucunda bir cüruf tabakası oluşur. Bu cüruf tabakasının tutuşturulmadan önce bertaraf edilmesi gerekir. Bu da zımpara kağıdı ile veya kaynağa başlamadan önce tutuşturmanın kaynak maşası üzerinde yapılması ile sağlanır.

4.a.4) Elektrotun Söndürülmesi

Elektrot söndürüleceği zaman önce kaynak banyosu üzerinde birkaç dairesel hareket yapıp sonra kaynağın aksi istikametine doğru 1-15 mm kadar giderek cürufun üzerinden elektrot kaldırılmalıdır. Eğer elektrot hızlı çekilirse erimiş banyo içerisinde krater meydana gelir. 

4.a.5) Kaynak Ağzının Doldurulması

İlk paso çekilirken kaynağa mümkün mertebe bağlama noktasından başlanmamalı ve bu noktaların iyi erimesi için ilk paso punta noktasının biraz ilerisinden başlanarak çekilmelidir. Kaba pasolar çekilmekten kaçınılmalıdır. Bunun için elektrot doğrusal istikamette yüksek bir hızla çekilir. Rutil elektrot ile bu husus kolayca sağlanır. Bazik elektrot ile yapılan kaynakta elektrota çok hafif bir sağ sol hareketi vermek suretiyle daha düzgün bir dikiş elde etme mümkündür.

4.a.6) Kaynaktan Sonraki İşlemler

kaynaktan sonra dikişin her iki tarafında kahverengi veya siyah renkte bir bölge oluşur. Kaynak yaparken meydana gelen bu renklenmenin kaynak işlemi bittikten sonra bertafar edilmesi gerekir. bunun için 3 usul vardır. Bunlar ; kimyevi usul, taşlama usulü, kum püskürtme usulü dür.

4.b) MIG Kaynağı

MIG kaynağında kaynak yerine ilave metal otomatik olarak gelir ve kaynak işleminde Ar  veya He gibi asal bir gaz atmosferi altında yapılır. İlave metalin işlem sırasında bir kimyasal reaksiyon meydana getirmemesi i kaynak yerinin bileşim bakımından emniyetini garanti eder. 18/8 , 18/8/2(Mo) ve 25/20 gibi kullanılan bütün tip paslanmaz çelikler kolaylıkla kaynak yapılır.

Paslanmaz çeliklerin MIG kaynağında , sıçrama ark kaynağına nazaran çok daha azdır. MIG kaynağında yüksek bir kaynak hızı ve erime gücü ile çalışmak mümkündür. Distorisyonlar en azdır. 5mm sac kalınlığına kadar parçalara ağız açmaya gerek yoktur. 5mm üzerindeki saclarda V alın dikişi uygulanır.

3.c) TIG Kaynağı

TIG kaynağı da Ar veya He gibi asal gaz atmosferi altında yapılır. Yalnız bu usulde ark , tungten elektrot ile iş parçası arasında meydana gelir ve ayrıca oksi-asetilen kaynağında olduğu gibi sol ile kaynak yerine ilave metal verilir. Genel olarak esas malzeme ile aynı cins ilave metak tavsiye edilir. Birkaç alaşım dışında %18 Cr ve Ni içeren kaynak telleri kullanılır.

4.d) Tozaltı Kaynağı

Normal yapı çeliklerinin tozaltı kaynağı ile paslanmaz çeliklerin tozaltı kaynağı arasında prensip ve esasları bakımından görünür bir fark yoktur. Aynı kaynak donanımı aynı şartlar altında paslanmaz çeliklerin kaynağı içinde kullanılır. Gayet düzgün ve sürekli kaynak dikişleri elde edilir. Yalnız paslanmaz çeliklerin kaynağında parçaya daha fazla ısı verilir ve daha büyük bir kaynak banyosu elde edilir. Soğuma yavaş olur ve soğuma hızı da düşer. Paslanmaz çeliklerin tozaltı kaynağında erimiş ve aplomere tozlar kullanılır.

4.e) Plazma Kaynağı

Son senelerde paslanmaz plazma kaynağı da kullanılmaya başlamıştır. 

4.f) Oksi- Asetilen Kaynağı

Paslanmaz çeliklerin kaynağında oksi asetilen kaynağı pek tercih edilmez ve fazla kullanılmaz.

5. PASLANMAZ ÇELİKLERİN KAYNAK KABİLİYETİNİ ZAYIFLATAN HUSUSLAR VE BUNLARI ÖNLEMEK İÇİN ALINMASI GEREKEN TEDBİRLER

5.a) Isı İletkenliği

Paslanmaz çelikler ısıyı iletme bakımından karbonlu çeliklerden farklıdır. Örneğin , kromlu çeliklerin ısıyı iletme kabiliyetleri karbonlu çeliklerin yarısı kadardır. Ostenitik çeliklerin ise daha kötü olup karbonlu çeliklerin üçte biri kadardır. Bu da kaynak yapılan bölgede sıcaklığın daha uzun kalacağını gösterir , dolayısıyla da bazı sorunlar ortaya çıkar , özellikle ostenitik çeliklerde kendini çekme fazla olur.

Bu sorunu mümkün olduğu kadar ortadan kaldırmak gerekir. bunun için de ısı miktarını düşük tutmalı ( küçük çaplı elektrot kullanarak ) ve soğuma esnasında gerekli tedbirler alınmalıdır (kaynağın izole ile sarılması ve benzeri gibi )

5.b) Uzama  Kabiliyeti

Krom alaşımlı paslanmaz çelikler genellikle karbonlu çelikler ile aynı genleşme katsayısına sahiptir. Halbuki ostenitik çeliklerde ise diğer karbonlu çeliklerde % 50 kadar daha fazladır. Bu da ostenitik çeliklerde kaynak dikişinin soğuması sırasında büyük büzülmelerin meydana gelmesine sebep olur. Bu büzülmeler kaynak bölgesinde gerilmeleri arttırarak çatlama tehlikesini arttırır. Özellikle çift taraflı iç köşe dikişlerinde sıcak çatlakların meydana gelme ihtimali kuvvetlidir.

Bunu önlemek için ısı iletkenliğinden doğan problemi önlemek için alınan tedbirler aynen uygulanabilir.

5.c) Elektrik İletme Direnci

Paslanmaz çelikler alaşımsız karbonlu çeliklere nazaran 4 ila 7 misli daha yüksek elektrik iletme direncine sahiptir. Bundan dolayı paslanmaz çelik elektrotlar normal elektrotlardan daha kolay kızarır.

Bunun için paslanmaz çelik elektrotlar normal demir elektrotlara nazaran daha kısa imla edilmeli ve % 25 kadar daha az akım şiddeti ile yüklenmelidir.

5.d) Tane Büyümesi

Kromlu ferritik çeliklerin kaynağında 1150 derecenin üstünde tane büyümesi olur. Kayna yaparken ısının tesiri altında kalan bölgenin bir kısmı ve kaynağın kendisi 1150 dereceye erişir ve buralarda tane büyümesi tehlikesi başlar. Bu çeliklerde tane büyümesi hızla cereyan eder ve çok büyük taneler meydana gelir. Bu çelikler normal olarak ince taneli sünek bir yapıya sahiptirler. İri taneli hale geçince sıcaklığı oda sıcaklığının çok üzerine çıkar ve dolayısıyla çentik darbe mukavemeti , çalışma sıcaklığında çok düşer. Malzeme bir kere iri taneli duruma geçince bunu ısıl işlemlerle tekrar ince taneli yapıya döndürmek imkansızdır. Çünkü ısıtma ve soğutma esnasında hiçbir faz dönüşmesi meydana gelmez.

Bu tip çeliklerin kaynağında ( öyle bir kullanılmalıdır ki ) malzeme mümkün olduğu kadar (esas metal) kısa bir süre için 1150 dereceyi geçmeli ve böylece aşırı tane büyümesi önlenmelidir. Bu ise parçaya bir ısı miktarı vererek müteakiben hızlı soğumayı sağlayacak bir kaynakla gerçekleşebilir.

5.e) Krom-Oksit Oluşumu

Oksijen ve krom arasındaki büyük ilgiden dolayı kaynak esnasında kaynak banyosunda kalın bir oksit tabakası meydana gelir. Oksidasyon olayı çok çabuk gerçekleşir ve meydana gelen oksidin ergime derecesi de çok yüksektir. Kolaylıkla oluşan krom-oksit , kaynağın kalitesini düşürür. Bu olay yüzünden özel bir kaynak usulü ve teknik kullanarak kaynak banyosunu ve arkı hava ile temastan menetmek gerekir.

5.f) Karbür Çökelmesi

Krom karbona karşı daha büyük bir affiniteye sahiptir. Bu sebepten ötürü yüksek karbon alaşımla çeliklerde eğer karbon erimiş haldeki metal ile temasa geçerse veya ortak karbonlayıcı bir ortam mevcut ise , kaynak esnasında büyük karbürasyon eğilimi ortaya çıkar.

Özellikle 18/8 tipi gibi bazı ostenitik çelikler 450 derece ile 850 derece arasında ısıtıldıkları veya bu sıcaklıklar arsından geçerken veya bekletildiği taktirde krom karbürü oluşur. Bu şartlar altında paslanmaz çeliğe korozyona mukavemet sertliğini veren kromu tesirsiz hale gelmiş olur.

Sıcaklığın 450 derecenin üzerine çıkması halinde kromun difüzyon kabiliyeti karbonu tane sınırlarından dışarıya doğru difüze ettirecek kadar artacağından ve karbonun kroma karşı aşırı ilgisinden dolayı kromla birleşerek krom karbür (Cr4C) meydana getirecektir. Böyle bir karbür çökelmesi neticesinde tane sınırları boyunca genellikle sürekli bir krom ağı meydana gelir. Krom karbürün ağırlık bakımından % 90 ının  krom olmasından ötürü tane sınırlarında bulunan çok az karbon bile ostenit tanesinin çevresindeki krom miktarını aşırı derece azaltır.

Bunun neticesi olarak krom nikelli ostenitik çelikler 450-850 dereceler arasında ısıtıldıkları zaman artık korozyona dayanıklı değillerdir. Malzeme korozif bir atmosferle temasa geçince krom miktarının düşük olduğu tane sınırları boyunca korozyona uğrar. Bu tip taneler arası etki bütün malzemeyi çok kısa bir zamanda tahrip edebilir.

Karbür çökelmesini önlemek için ;

  • Karbür çökelmesinin meydana gelmesi için gerekli karbonun az olması karbür oluşumunun az olmasına sebep olur. Karbon miktarının %0,06 dan az olması halinde tane sınırlarındaki karbür miktarı taneler arası korozyon tehlikesini yeter derecede azaltacak ve çelik kaynağa daha müsait bir hale gelecektir.
  • Karbonun kroma olan ilgisinden daha büyük bir ilgiye sahip diğer bir elemanın ilavesi ile de karbür çökelmesi önlenir. Bu elemanlar genellikle titanyum , niobiyum ve tantal dır.
  • Eğer yine kaynak esnasında tane sınırlarında karbür çökelmesi meydana gelirse , ısıl işlemle bu dönüştürülebilir. Bunun için gerekli ısıl işlem , bütün parçanın 1100 dereceye kadar ısıtılıp sonra suya sokulmasından ibarettir. Böylece meydana gelen karom karbür ostenit içerisinde erir ve suya sokulmakla da bu karbür teşekkülü önlenmiş olur. Fakat kaynaktan sonra böyle bir ısıl işlemin tatbiki pratik değildir.
5.g) Sigma Fazı

Sigma fazı çok sert , antimagnetik ve gevrek bir metaller arası bileşiktir. Sigma fazı çeliğin makro sertliğini artırır , bu da çatlamalara sebep olur. Ayrıca çelikte oluşturduğu gevrekleşmeden dolayı çentik darbe dayanımını düşürür. Bu sebeplerden ötürü çelikte sigma fazı istenmez.

6. PASLANMAZ ÇELİKLERİN KAYNAĞINDA KULLANILAN ELEKTROTLAR 

Paslanmaz çeliklerin kaynağında kullanılan elektrotlar sıra ile incelenecek ve AWS (American Welding Society) standartları ile belirlenecek.

6.a)  AWS E308L

%C

% Si

%Mn

%Cr

%Ni

0,03

0,80

0,70

19

10

Düşük karbonlu 18/8 paslanmaz çelik tipinde kaynak metali veren rutif örtülü elektrottur. Kristal yapıdaki ferrit oranı %6 dır , bu sebeple çatlama ve kırılma dayanımı yüksektir.tutuşması ve tekrar tutuşması kolaydır. Kaynak esnasında elektrot yapışması olmaz. Cüruf temizlenmesi kolaydır. A.I.S.I 301 , 302 ,304 , 304L , 308 stenitik paslanmaz çeliklerle, %13 Cr içeren kromlu çeliklerin ve niobiyum veya titanyum ile stabilize edilmiş ostenitik paslanmaz çeliklerin kaynağında kullanılır.

6.b)  AWS E347

% C

% Si

% Mn

% Cr

% Ni

% Nb

0,07

1,5

1,5

19,5

9,5

0,2

Nb ve Ti ile stabilize edilmiş bileşimi % 19,5 Cr , % 1 C olan ostenitik paslanmaz çelik tipinde kaynak metali veren rulit örtülü bir elektrottur. Kaynak metalinin iç yapısında %6 oranında ferrit bulunması nedeni ile çatlama , kırılma ve darbe dayanımı oldukça iyidir. Yüksek sıcaklık stabilitesi ve korozyon direnci fevkalade yüksektir. Elektrot düzgün ve kararlı yanar , hiç sıçrama yapmadığı için kaynak sonu temizliği oldukça kolaydır. Bütün pozisyonlarda kullanılabilir. Elektrotların kuru muhafaza edilmesi gerekir. doğru ve dalgalı akımda kullanılabilir. 18/8 tipindeki stabilize edilmiş paslanmaz çeliklerin özellikle yüksek sıcaklıkta çalışacakların kaynağında kullanılır.

6.c) AWS E316L

% C

% Si

% Mn

% Cr

% Ni

% Mo

0,03

0,8

0,7

18,5

12,5

3,0

Bileşimi %18,5 Cr , %12,5 Ni , %3 Mo ve %0,03 C olan paslanmaz çelik tipinde kaynak metali veren rulit örtülü bir elektrottur. Tutuşturması ve tekrar tutuşturması gayet kolaydır ve kaynak esnasında kısa devre olmaz. 3,25 mm ve daha ince elektrotlar her pozisyonda , 4 ve 5 mm lik elektrotlar yatay ve benzeri pozisyonlarda kullanılabilirler. Cüruf  ayrılması kolaydır ve dolgu görünüşü gayet kolaydır. Kaynak metali kristal yapısında %6 oranında ferrit oluşu sebebiyle çatlama , kırılma ve darbe dayanımı gayet iyidir. Ostenitik paslanmaz çeliklerde A.I.S.I. 316 ve 316L kullanılır.

6.d) AWS E316

% C

% Si

% Mn

% Cr

% Ni

% Mo

0,05

0,8

0,06

19,5

11

2,8

Çekirdeği düşük karbonlu , rutil örtülü bir elektrottur. Alaşım elemanları kaynak metaline elektrot örtüsünden geçer. Yüksek kaynak sürati ve yüksek randımanı sebebiyle oldukça ekonomiktir. Korozyona mukavim , set yüzeyli aşınmaya mukavim kaynak metali örtüsü istenen yüzeylere tercih edilir. Kullanılışı ve cüruf ayrılması kolaydır. Kaynak dikişinin görüntüsü düzgün ve muntazamdır. 18Cr/8Ni(Mo) alaşımlı paslanmaz çeliklerin kaynağında kullanılır.

6.e) AWS 318

% C

% Si

% Mn

% Cr

% Ni

% Mo

% Nb

0,03

1,0

1,5

18,5

12,5

3,

0,6

Ti veya Nb ile stabilize edilmiş rutil örtülü bir elektrottur. Kaynak metali kristal yapısında %6 ferrit içerir , bu sebeple kırılma, çatlama ve darbe dayanımı gayet iyidir. Ayrıca kaynak metalinin yüksek sıcaklık stabilitesi ve korozyon rezistansı mükemmeldir. Elektrot bütün pozisyonlarda kullanılabilir. Fakat en iyi netice düz ve yatay pozisyonlarda alınır. Bu elektrotlarla kalın paslanmaz çelik ( Nb ve Ti ile stabilize edilmiş 18-8-9 tipi A.I.S.I. 318) levhaların , özellikle yüksek karbonluların çok sıra kaynakları problemsiz olarak yapılır.

6.f) AWS 310

% C

% Si

% Mn

% cR

% Ni

0,1

0,3

1,7

26

20

%26 Cr , %20 Ni bileşiminde yüksek sıcaklılarda dayanıklı kaynak metali veren , bazik örtülü bir elektrottur. Kaynak metali yapısı tamamen ostenitlidir , yapıda ferrit yoktur , bundan dolayı çatlama ve kırılmaya karşı daha hassastır. Her pozisyonda kullanılır. Elektrot yanışı sakin ve kararlıdır , hemen hemen hiç sıçrama yoktur. Ostenitik , yüksek sıcaklıklara dayanılmaz paslanmaz çeliklerin A.I.S.I. 309 , 310 ve benzeri çeliklerin kaynağında kullanılır.

6.g) AWS E312

% C

% Mn

% Si

% Cr

% Ni

0,10

1,5

0,8

29,5

9,5

Kaynak metali bileşimi %29 Cr , %9 Ni ve %1,6 Mo olan , aşınmaya dayanıklı paslanmaz çelik karakterinde rutil örtülü elektrottur. Kaynak metalinin çatlama direnci yüksek ve aşınmaya dayanıklıdır. Ostenitik paslanmaz çeliklerin kaynağında kullanılır.

Biz Kimiz

Tepe Paslanmaz Çelik San.Tic.Limited.Şti. 1996 yılında DES San.sitesinde 400 m2 lik kapalı alanda faaliyetlerine başlamıştır. Paslanmaz çelik sektöründe ki 21 yıllık tecrübemiz, uzman ve deneyimli kadromuzla müşterilerimizin hizmetindeyiz. Tepe Paslanmaz olarak sahip olduğumuz geniş stok yelpazesi ile müşterilerimizin isteklerine hızla cevap verebilecek konumda bulunmaktayız. 

Tepe Paslanmaz

 

 

JoomShaper