Tig Kaynak Parametreleri Nasıl Seçilir?

1. Kaynak Akımı Türleri ve Boyutları

Kaynak akımı tipi ve boyutunun seçimi, optimum kaynak kalitesi ve performansının elde edilmesinde kritik öneme sahiptir. Akım tipi öncelikle iş parçasının malzeme özelliklerine göre belirlenirken, akım boyutu kaynak nüfuziyet derinliğini ve genel bağlantı bütünlüğünü önemli ölçüde etkiler.

Mevcut Tip:
Alternatif akım (AC) ve doğru akım (DC) arasındaki seçim, iş parçası malzemesinin termal ve elektriksel özelliklerine bağlıdır. Örneğin, DC tipik olarak çelik ve paslanmaz çelik için kullanılırken, AC yüzey oksitlerini parçalayan katodik temizleme etkisi nedeniyle alüminyum ve magnezyum alaşımları için tercih edilir.

Mevcut Boyut:
Kaynak akımının büyüklüğü, kaynak nüfuziyet derinliğini, boncuk geometrisini ve ısıdan etkilenen bölge (HAZ) özelliklerini doğrudan etkileyen çok önemli bir parametredir. Seçimi çeşitli faktörlerden etkilenir:

1. Malzeme bileşimi ve kalınlığı
2. Ek yeri konfigürasyonu (örn. alın, bindirme, T-ek yeri)
3. Kaynak pozisyonu (düz, yatay, dikey veya baş üstü)
4. Elektrot tipi ve çapı
5. Koruyucu gaz bileşimi
6. Seyahat hızı
7. İstenen kaynak özellikleri (mukavemet, süneklik, korozyon direnci)

Tungsten İnert Gaz (TIG) kaynağı gibi manuel kaynak işlemlerinde, kaynakçının beceri seviyesi de optimum akım ayarının belirlenmesinde rol oynayabilir. Deneyimli kaynakçılar daha yüksek akımlarla çalışarak daha derin nüfuziyet ve daha yüksek hareket hızları elde edebilirler.

Modern kaynak güç kaynaklarının genellikle darbeli akım ve dalga formu kontrolü gibi gelişmiş özellikler sunduğunu ve belirli uygulamalar için optimum sonuçlar elde etmek üzere kaynak parametrelerinin ince ayarlanmasına olanak tanıdığını unutmamak önemlidir.

2. Tungsten Elektrodun Çapı ve Uç Şekli

Tungsten elektrodun uç şekli önemli bir proses parametresidir. Farklı uç şekilleri aşağıdakilere göre seçilir kaynak türü akım kullanıldı.

Uç açısı α'nın boyutu, tungsten elektrodun izin verilen akımını, ark başlangıcını ve ark stabilitesini etkiler.

Tablo 1'de farklı tungsten elektrot ucu boyutları için önerilen akım aralığı listelenmektedir.

Düşük akımla kaynak yaparken, küçük çaplı bir tungsten elektrot ve küçük bir koni açısı kullanmak arkın tutuşmasını kolaylaştırabilir ve kararlı hale getirebilir.

Yüksek akımla kaynak yaparken, koni açısını artırmak ucun aşırı ısınmasını ve erimesini önleyebilir, kaybı azaltabilir ve arkın yukarı doğru uzamasını ve katot noktasının stabilitesini etkilemesini önleyebilir.

Tungsten elektrodun uç açısı da kaynağın derinliği ve genişliği üzerinde belirli bir etkiye sahiptir. Koni açısının azaltılması kaynağın derinliğini azaltır ve genişliğini artırır veya bunun tersi de geçerlidir.

3. Gaz Akış Hızı ve Nozul Çapı

Gaz metal ark kaynağı (GMAW) işlemlerinde üstün kaynak kalitesi ve verimliliği elde etmek için gaz akış hızını ve nozul çapını optimize etmek çok önemlidir. Bu parametreler koruyucu gaz kapsamını, ark stabilitesini ve genel kaynak bütünlüğünü doğrudan etkiler.

Gaz akış hızı ve nozul çapı, türbülans ve kirlenmeyi en aza indirirken etkili koruma bölgesini en üst düzeye çıkaran optimum bir aralık ile simbiyotik bir ilişki sergiler. Yetersiz gaz akışı, koruyucu etkiyi tehlikeye atarak kaynak havuzunu atmosferik kirlenmeye karşı savunmasız bırakır. Tersine, aşırı akış türbülansa neden olabilir, potansiyel olarak atmosferik gazları sürükleyebilir ve kaynak kalitesini tehlikeye atabilir.

Gaz akışını kalibre ederken aşağıdaki faktörleri göz önünde bulundurun:

1. Düşük akış hızları: Ortam havasını değiştirmek için yetersizdir, bu da zayıf ekranlama ve gözeneklilik veya oksidasyon gibi potansiyel kaynak kusurlarına neden olur.
2. Yüksek akış hızları: Türbülans oluşturarak gaz israfına ve hava sürüklenmesi nedeniyle potansiyel kaynak kontaminasyonuna yol açabilir.

Nozul çapı seçimi de aynı derecede kritiktir:

1. Büyük boyutlu nozullar: Türbülansa eğilimli yüksek hızlı gaz akımları oluşturarak korunan alanı sınırlandırır ve potansiyel olarak kaynak hatalarına neden olur.
2. Büyük boyutlu nozullar: Görüşü engeller, gaz akış hızını azaltır ve genel koruyucu etkinliği azaltır.

Bu parametreleri optimize etmek için:

• Gaz akış modellerini görselleştirmek ve nozul tasarımını optimize etmek için hesaplamalı akışkanlar dinamiği (CFD) simülasyonlarını kullanın.
• Toplam gaz tüketimini azaltırken kapsama alanını korumak için darbeli gaz dağıtım sistemleri kullanın.
• Akış hızlarını ve nozul boyutlarını seçerken kaynak pozisyonunu, bağlantı konfigürasyonunu ve malzeme özelliklerini göz önünde bulundurun.
• Kaynak koşullarına göre gaz akışını ayarlamak için gerçek zamanlı izleme sistemleri uygulayın.

Elde tutulan gaz tungsten seçimi için Tablo 2'ye bakınız ark kaynağı nozul açıklığı ve koruyucu gaz akış hızı.

4. Kaynak Hızı

Kaynak hızının seçimi öncelikle iş parçası kalınlığı tarafından yönetilir ve kaynak akımı, ön ısıtma sıcaklığı ve elektrot tipi gibi diğer kritik parametrelerle dikkatlice koordine edilmelidir. Bu sinerji, gerekli füzyon derinliği ve genişliğinin elde edilmesini sağlar ve sonuçta kaynak kalitesini ve mukavemetini belirler.

Robotik TIG gibi yüksek hızlı otomatik kaynak işlemlerinde veya lazer kaynağıkaynak hızının koruyucu gaz etkinliği üzerindeki etkisi çok önemli bir husus haline gelmektedir. Aşırı kaynak hızları, koruyucu gaz akışında önemli bir gecikmeye yol açabilir ve potansiyel olarak tungsten elektrot ucunu, ark kolonunu ve kaynak havuzunu atmosferik kirlenmeye maruz bırakabilir. Bu maruziyet oksidasyona, gözenekliliğe ve bağlantı bütünlüğünü tehlikeye atan diğer kaynak kusurlarına neden olabilir.

Bu riskleri azaltmak ve optimum korumayı sürdürmek için kaynakçılar uygun karşı önlemleri uygulamalıdır. Bunlar şunları içerebilir:

1. Koruyucu gaz akış hızının kaynak hızıyla orantılı olarak artırılması
2. Gaz akışını ilerleyen kaynak banyosuna doğru yönlendirmek için kaynak torcunu hesaplanan bir açıyla (tipik olarak 10-15 derece) öne doğru eğmek
3. Laminer akış ve genişletilmiş gaz kapsamı sağlayan gelişmiş gaz nozul tasarımlarından yararlanma
4. Kritik uygulamalarda gelişmiş koruma için arka kalkanlar veya ek gaz difüzörleri kullanılması

5. Nozul-İş Mesafesi

Mesafe ne kadar uzak olursa gaz koruma etkisi de o kadar kötü olur. Bununla birlikte, mesafe çok yakınsa, kaynakçının görüş hattını etkileyebilir ve tungsten elektrodun kaynak havuzuna kolayca temas etmesine neden olarak tungsten inklüzyonuna neden olabilir.

Genel olarak, nozul ucu ile iş parçası arasındaki mesafe 8 ila 14 mm arasındadır.

Tablo 3, çeşitli malzemelerin tungsten inert gaz kaynağı için referans kaynak parametrelerini listelemektedir.