ELEKTRİK DİRENÇ KAYNAĞI
1-Prensibi
Direnç kaynağı; iş parçalarından geçen elektrik akımına karşı iş parçalarının gösterdiği dirençten sağlanan ısı ve aynı zamanda , basıncın tatbikiyle yapılan bir kaynak usüludür. Malzemeden geçen elektrik akımının meydana getirdiği ısının dışında herhangi bir ısı tatbik edilmemektedir. Isı , kaynak edilecek kısımlarda ve basınç kaynak makinasındaki elektrotlar veya çeneler vasıtasıyla uygulanır.
Elektrik drenç kaynağı için gerekli alçak gerilim ve yüksek akım şiddetinden elektrik gücü, kaynak transformatörlerinden sağlanır. Basınç ise; hidrolik veya mekanik donanımlarla temin edilir.
Elektrik drenç kaynağı usülleri
Ektrik drenç kaynağı usulleri , icra şekillerine göre aşağıdaki gibi tasnif edilirler.
A-) Nokta kaynağı
a-) Normal nokta kaynağı
b-) Kabartılı nokta kaynağı
B-) Dikiş kaynağı
a-) Sürekli dikiş kaynağı
b-) Aralıklı diki kaynağı
C-) Alın kaynağı
a-) Basınçlı alın kaynağı
b-) yakma alın kaynağı
Bütün drenç kaynağı usulleri, uygun bir akım şiddeti-kaynak zamanı düzenlemesini gerektirir. Kaynak bölgesinin ısınma ve soğuma hızları, zaman ekonomisi bakımından mümkün olduğu kadar yüksek olmalıdır. Demir esaslı malzemelerde bu hız gevrek bir kaynak dikişi meydana getirecek yüksek ise, ayrıca bir temperleme işlemi gerekir.
3- Nokta kaynağı
Nokta kaynağı; elektrodlar tarafından bir arada tutulan iş parçalarına gerek elektrik akımına karşı iş parçalarının gösterdikleri drençten elde edilen ısı ile, parçaların bölgesel olarak eritilip basınç altında birleştirilmeleridir. Kaynak dikişinin boyut ve şekli, elektrodların boyut ve şekline bağlıdır.
Genel olarak nokta kaynağı dört periyottan medana gelir:
a-) Basma süresi: Elektrod kuvvetinin ilk uygulandığı an ile, kaynak akımının ilk verildiği an arasında geçen süredir.
b-) Kaynak süresi: Kaynak akımının geçtiği zaman aralığıdır.
c-) Tutma süresi: Kaynak akımının kesilmesinden sonra , elektrod kuvvetinin etkisinin devam ettiği süredir.
d-) Ölü süre: Elektrodların iş parçası ile temasta olmadığı, zaman aralığıdır.
3.1 – Nokta kaynağı usulleri
Nokta kaynağı usulleri, iki temel grupta toplanır:
a-) Tek noktalı kaynak
b-) Çok noktalı kaynak
Tek noktalı kaynak, akımın uygulama periyodu boyunca bir kaynak noktsı meydana gelecek şekilde yapılan nokta kaynağıdır. Çok noktalı kaynakta ise, akımın tatbik periyodu süresinde aynı anda iki veya daha fazla kaynak noktası meyde-ana gelir. Çok noktalı kaynakta noktalar seri veya paralel olabilir.
3.2 – Nokta kaynağı işleminin esasları
direnç kaynaklarında gerekli ısı , yüksek kaynak akımları ile sağlanmaktadır. Iı üretim hızı, malzemenin direnç ve akım şiddetine bağlıdır. Bu ısı miktarı şu formülle hesaplanır:
Q=I2.R.t
Burada ; (t) saniye cinsinden kaynak süresi, (R) ohm cinsinden iş parçasındaki toplam direnç ve (I) amper cinsinden kaynak akımını ifade eder. Aşağıdaki şekilde nokta kaynak makiası, şematik olarak verilmiştir.
XI-5
Kaynak esnasında elektronlar iş parçasına , önceden ayarlanmış zamanlarda yaklaşır ve uzaklaşır. Elektronların yaklaşma hızı yüksek olamalı, fakat elektrod yüzeylerinin deformasyonuna sebep olmamalıdır. Bölgesel olarak ısıtılan iş parçaları, kaynak işlemi esnasında hem genişler hemde büzülürler.
Kaynak makinasının sekonder devresi; kaynak edilecek iş parçalarıda dahil olmak üzere, akımın akışını etkileyen bir seri dirençtir. Bu devre üzerinde herhengi bir noktada ısı, o noktadaki drençle doğru orantılıdır. Bu sebepten; sekonder devredeki elektriksel sistemler, ısıyı istenilen üretecek ve diğer bölgeleri izafi olarak soğuktutacak biçimde dizayn edilmelidir. Verilen bir akım değeri için, birim zamanda kaynak yerinde meydana gelen ısı miktarına şu faktörler tesir eder.
a-) Kaynak edilecek malzemenin direnci
b-) Elektrod malzemesinin direnci
c-) İş parçaları arasındaki temas drenci
d-) İş parçaları ile elektrodlar arasındaki temas drençleri
Kaynak esnasında üretilen ısı; iş parçalrına ve elektrodlara, çevreye verilir. Bu ısının parçaların kaynaklanacak yerlerinin eritilmesine harcanırken, bir kısmıda kayıp olarak yayılmaktadır. Isı kayıpları, kaynak zamanının artmasıyla artmaktadır.
Kaynak esnasında geçen akım üzerinde, tatbik edilen basıncın ve parçaların yüzey düzgünlüklerinin de tesiri vardır.
Kullanılan kaynak elektrodları saf bakır olduğunda iyi bir iletkendir. Fakat sertlikleri ve yumuşama sıcaklıkları düşüktür. Yüksek akım şiddeti, yüksek basınç ve yüksek kaynak hızlarında bakır alaşımları kullanılmaktadır. Bakır-Tellur , Bakır kadriyum, bakır krom ve bakır tungsten gibi. Genel olarak alaşımın sertliğinin artması, elektriksel ve direncini de arttırır. Bu nedenle herhangi bir uygulama için belirli bir alaşımın seçimi; onun mekanik özelliklerine göre dğişen ısıl ve elektriksel özelliklerin esas alınması ile gerçekleştirilir. Örneğin aliminyum kaynağı için kullanılan elektrodlar, yüksek basma mukavemeti yerine yüksek iletkenliğe sahip olmalıdır. Diğer taraftan paslanmaz çeliğin kaynağı için kullanılan elektrodlarda maksimum basma kuvveti elde etmek için yüksek iletkanlikten fedakarlık edilir.
Elektrodların uçlarında çabuk bozulmamaları için su ile soğutma yapılmaktadır.
3.2 – Kabartılı nokta kaynağı
kabartılı nokta kaynağı, prensip olarak normal nokta kaynağına benzer. Normal nokta kaynağında sekonder akımın geçme yüzeyi, elektrod uçlarının boyutları ve şekilleriyle sınırlandırılmışken, kabartılı nokta kaynağında, birleştirilecek parçaların birinde veya ikisinde bulunan kabartılarla sınırlandırılmıştır.
XI-5
Kabartılı nokta kaynağında da , parçaların elektrik direnci ile bölgesel erime sağlanır ve basınç tatbik edilerek kaynak yapılır. Kabartılar ısının düzgün dağılımını sağlar. Kabartılar , çeşitli biçimlerde olabilir. Bu kabartılar preslerde şekillendirilebildiği gibi, parçalarda tabii olarakda olabilir.
XI-6
4 – Dikiş kaynağı
Pensip olarak normal nokta kaynağı gibi olan dikiş kaynağında , elektrodlar tekerlek biçimindedir. Elektrodların bastırılarak dönmeleriyle, sürekli veya kesikli kaynak dikişleri elde edilir. Kaynaklanacak parçaların biçimlerine göre , özel elektrod tipleride vardır. Dikiş kaynağında sızdırmaz bir dikiş elde edilmesi, kaynak şeridinin genişliğine bağlıdır. Kaynak şeridinin ideal genişliği, levha kalınlığına bağlı olarak şu formülle bulunur
L=2(e+1)
L : Şerit genişliği (mm)
E : Levha kalınlığı (mm)
İdeal kaynak dikişi elde edebilmek, kaynak akım şiddeti ve hızına da bağlıdır. Levha kalınlığına bağlı olarak, akım şiddeti ve kaynak hızı arasındaki bağıntı aşağıdaki gibi olmalıdır:
XI-8
Elektrik direnç dikiş kaynağının; ezme kaynağı, yardımcı ilave metal kullanarak dikiş alın kaynağı ve boruların alın dikiş kaynağı gibi özel uygulamaları vardır.
Ezme kaynağında, levhalar hafifçe üst üste bindirilir. Bu bindirme miktarı, leva kalınlığının 1 ila 1.5 katıdır. Elektrodun basma kuvvetiyle, bindirelen kısımlar kaynak esnasında ezilerek geniş ve düz bir dikiş elde edilir.
Fakat bu tip birleştirmelerin mukavemeti, normal dikiş kaynağının mukavemetinden düşüktür. Bu usul birleştirilecek yüzeylerin düzgün olması istendiği durumlarda tatbik edilir. Örnek olarak, kaynaktan sonra kaplanacak parçaların kaynağı verilebilir.
Kalınlık fazlalığı olmadan direnç kaynağı yapılabilmesi için tatbik edilen diğer bir uygulama , yardımcı ilave metal kullanılarak yapılan dikiş kaynağıdır. Birleştirilecek levhalar alın alına getirilir ve kaynak sırasında, levhalar ve elektrodlar arasında 0,2 x 4 mm boyutunda yumuşak çelik bantlar konur. Bu bantlar daha düzgün bir temas direnci sağlar vekaynak akımını birleştirilecek levhaların iki tarafına doğru dağıtır. Bu usul 1 ila 4mm arasında değişen kalınlıklardaki levhalara uygulanır.
Boruların alın dikiş kaynağı, bantlardan dikişli boru imalatında kullanılır. Bir rulodan bant şeklinde gelen levha kıvrılarak boru halini alır ve aynı eksene monte edilmiş elektrodların altından geçirilerek kaynak edilir. Kaynak akımı bir dikişten diğerine bantı takip ederek ulaşır. Kaynaktan sonra meydana gelen fazlalıklar, kesme aletleriyle otomatik olarak alınır.
5 – Alın kaynağı
Alın kaynağı üç çeşittir:
a-) Basınçlı alın kaynağı
b-) Ön ısıtmasız alın kaynağı
c-) Ön ısıtmalı alın kaynağı
Basınçlı alın kaynağında, parçalar yüksek bir basınçta temas ettirilir ve ve akım tatbik ettirilir. Yakma alın kaynağında ise , parçalar temas etmeden akım uygulanır.
5.1 – Basınçlı alın kaynağı
Kaynak edilecek parçalar, kaynak transformatörünün kutuplarına seri olarak bağlanmış çeneler vasıtasıyla sıkıştırılır. Sıkıştırma çeneleri, sabit tezgahtan bağımsızdır.
Kaynak işlemi esnasında; kuvvetli bir şekilde parçalar birbirine bastırılır. Bu esnada parçalara sekonder akım uygulanmamıştır. Sekonder devre akımı, parçaların sıkıştırma çenelerinin dışında kalan kısımları kapanır. Aynı anda parçaların, sıkıştırma kuvvetine karşı mukavemetleri azalır. Böylece plastik hale gelen ve eriyen uçlar birbirine kaynar. Uygulanan basınçlar 0,5 ila 1,2 kg/mm2 arasındadır. Parçaların alınları, oldukça düzgün olmalıdır.
5.2 – Yakma alın kaynağı
kaynak edilecek parçalar, çeneler vasıtası ile sıkıştırılır. Bu çeneler kaynak makinasının, sekonderiyle bağlantılı olup, kaynak akımının sürekliliğini sağlar. Kaynak işlemi şu şekilde yapılır:
- Parçalar birbiri ile temas etmeden, çeneler arasına sıkıştırılır.
- Transfomatöre , dolayısıyla parçalara akım tatbik edilir.
- Hareketli tabla yavaş yavaş hareket eder.
- Tabla hareketinin devamıyla, parçalar birbiriyle temas eder ve sekonder elektrik devresi kapanır.
- Parçaların temas noktalarında kıvılcımlar çıkarak, erime başlar. Böylece parçaların alınları kaynak sıcaklığına ulaşır.
- Tablanın ani hareketiyle birbirine temas eden alınlarda kaynama meydana gelir.
Yakma alın kaynağında kaynak sıcaklığına ısıtma, dirençle ıstmadan farklıdır. Parçaların alın yüzeylerinde bulunan pürüzler, iki yüzey arasında yanmaların (kıvılcım) oluşmasına sebep olur. Temas eden pürüzlerin alanı, toplam alın kesitlerinin çok az bir kısmıdır. Temas eden pürüzler, sekonder devre akımınınkapanmasına sebep olurlar. Pürüzlerin temasından doğan basma çok az olduğundan, temas noktalarının direnci çok yüksektir.
Çok yüksek akım geçirdiğinde, pürüzler kuvvetli olarak ısınır ve erimeye başlarlar. Erime halinde parçacıklar patlar ve zerrecikler dışarı fırlar. Fırlayan bu zerreciklerin yerinede kraterler (çurcuklar) ve yeni pürüzler meydana gelir. Bu pürüzler üzerindede benzer patlama ve yanmalar olur. Böylece , kıvılcım bütün yüzeye yayılır. Erime ve patlamalar sonucu meydana gelen malzeme kaybı, hareketli tablaların yaklaşması ile sağlanır.
XI-13
