IIW No2.11

8/2/2019 IIW No2.11

http://slidepdf.com/reader/full/iiw-no211 1/57

20.04.2009

1

ÇERK

Fiziksel MetalurjiKaynak MetalurjisiÇatlama Olgusu

FeFeFeFeFeFeFeFe--------C ALAŞIMLARININC ALAŞIMLARININC ALAŞIMLARININC ALAŞIMLARININC ALAŞIMLARININC ALAŞIMLARININC ALAŞIMLARININC ALAŞIMLARININFZKSEL METALURJSFZKSEL METALURJSFZKSEL METALURJSFZKSEL METALURJSFZKSEL METALURJSFZKSEL METALURJSFZKSEL METALURJSFZKSEL METALURJS

8/2/2019 IIW No2.11


8/2/2019 IIW No2.11


20.04.2009

3

Fe’in Alaşımlandırılması

HMK ( HMK ( HMK ( HMK ( α αα α ) ) ) ) YAPISINDA KARBON ÇÖZÜNÜRLÜ YAPISINDA KARBON ÇÖZÜNÜRLÜ YAPISINDA KARBON ÇÖZÜNÜRLÜ YAPISINDA KARBON ÇÖZÜNÜRLÜ ğ Ü: % 0.02 Ü: % 0.02 Ü: % 0.02 Ü: % 0.02

YMK ( YMK ( YMK ( YMK ( β ββ β ) ) ) ) YAPISINDA KARBON ÇÖZÜNÜRLÜ YAPISINDA KARBON ÇÖZÜNÜRLÜ YAPISINDA KARBON ÇÖZÜNÜRLÜ YAPISINDA KARBON ÇÖZÜNÜRLÜ ğ Ü: % 2.1 Ü: % 2.1 Ü: % 2.1 Ü: % 2.1

Karbür Türleri

8/2/2019 IIW No2.11


20.04.2009

4

Demir-karbon denge diyagramı

Fe – C Denge Diyagramı

8/2/2019 IIW No2.11


20.04.2009

5

Ostenit Sahasından Soğuma

YAVAŞ SOĞUMA (Dengeli Soğuma)

HIZLI SOĞUMA (Dengesiz Soğuma)

Ostenit (γ ) → Ferrit (α) + Sementit (Fe3C)

Ostenit (γ ) → Martensit (α’)

YMK → HMK

YMK → HMT

Dengeli Soğuma

8/2/2019 IIW No2.11


20.04.2009

6

% 0 Karbon (Tamamen ferrit)% 0.4 Karbon (Ferrit + perlit)

% 1.4 Karbon (Perlit + sementit)

Dengeli Soğuma ile Oluşan Mikroyapılar

% 0.8 Karbon (Tamamen perlit)

Martensit• Ostenit fazından oda sıcaklığına hızlı soğutma ile martensit elde edilir .

γ (ostenit) α’ (martensit)

• Martensit oluşumu için kritik soğuma hızları saf demir için 105 oC/s, % 0.8 C içerençelik için 200 oC/s mertebelerindedir.

Dengesiz Soğuma

8/2/2019 IIW No2.11


20.04.2009

7

• Martensit HMT yapıda olup, yüksek mukavemete ve sertliğe, düşük sünelik ve

tokluğa sahiptir.

• Martensit, kırılganlığını gidermek ve sertliğini düşürmek için 200-600 oC’de

temperlenir (menevişlenir).

• Temperleme sırasında;

α’ (martensit)⇒ α (ferrit) + Fe3C (ince partiküller olarak)

Reaksiyonu gerçekleşir. Bu yapı “temperlenmiş martensit”

olarak adlandırılır.

Dengesiz Soğuma

8/2/2019 IIW No2.11


20.04.2009

8

Dengesiz Soğumanın Mikroyapıya Etkisi

Temperlenmiş Martensit

8/2/2019 IIW No2.11


20.04.2009

9

Kalıntı Ostenit Genellikle yüksek C’lu ve alaşımlı çeliklere oda sıcaklığında su verilirse

martensitik dönüşüm tamamlanamaz ve yapıda bir miktar ostenitdönüşmeden kalır.

γ Martensit + Ostenit

Su verilmiş takım çeliklerinde %20-25 dolayında bulunabilien bu fazaKALINTI OSTENT (Retained Austenite) denir. Yumuşak bir fazdır.

Kalıntı Ostenit C miktarındaki %1’lik bir artış kalıntı ostenit miktarını %50

arttırırken, Mn, Cr, Mo ve W’daki %1’lik artışlar bu miktarısırasıyla %20, %11, %9 ve %8 arttırmaktadır.

Ostenitleme sıcaklığının yüksek olması, bu elementlerin çelikiçindeki çözünürlüğünü arttırdığından, su verildikten sonrakikalıntı ostenit miktarı da yüksek olur.

Kalıntı Ostenitik Çeliklerin Özelliklerine Etkisi: Olumlu Etkileri: Karbürize veya yüksek C’lu çeliklerin aşınma

ve yorulma dayanımı ile darbe direncini arttırır. Maraging veyüksek mukavemetli çeliklerin süneklik ve kırılma tokluğunuarttırır. Martensitik çeliklerde korozyon direnci sağlar.

Olumsuz Etkileri: Alet ve takımların kullanımları sırasındaboyutsal değişime neden olur ve iç gerilmeler yaratır.Mukavemet ve sertliği azaltır.

8/2/2019 IIW No2.11


20.04.2009

10

Kalıntı OstenitKalıntı Ostenitin Giderilmesi:

1.Temperleme: Yüksek hız takımçeliklerinde 500°C’nin üstünde kalıntıostenit dönüşüme uğrar. Birden fazlatemperleme işlemi yapılarak kalıntı ostenitgiderilir. 1. temperlemede su vermeişleminden kalan gerilmeler alınır vesoğuma sırasında kalıntı ostenitmartensite dönüşür. 2. temperlemede,martensite dönüşüm sırasında oluşankalıntı gerilmeler giderilir.

2.Sıfır Altı şlem: Çelik oda sıcaklığınınaltına soğutularak kalıntı ostenitin

martensite dönüşmesi sağlanır. Kuru buz(CO2(k)) (–80°C), mekanik soğutma (–100°C) veya sıvı azot (–196°C) ile yapılanişlemden sonra bir kez temperlemeyapılır.

Dönüşüm sıcaklığı martensitoluşumuna izin vermeyecekkadar yüksek ve perlit oluşumuiçin de düşük ise dönüşümsonunda ince tüylü görünüşlüferrit ve sementitten oluşan bir

yapı oluşur.

Bu yapıya BEYNT denir.

zotermal Dönüşüm

8/2/2019 IIW No2.11


20.04.2009

11

Fe – C Alaşımlarında Mikroyapı Bileşenleri

Isıl şlem

8/2/2019 IIW No2.11


20.04.2009

12

ISIL ŞLEMN SINIFLANDIRILMASI

ÇELKLERN ISIL ŞLEM

8/2/2019 IIW No2.11


20.04.2009

13

Fe-C Faz Diyagramında Isıl şlem Bölgeleri

TTT Diyagramı

• %0,8 C içeren ötektoid bir çeliğin TTT diyagramının çıkarılmasıaşağıda gösterilmiştir.

• Ostenit sıcaklığındaki çelik, daha düşük sıcaklıkta bulunan birfırına konulup bekletilerek, bu sıcaklıktaki faz dönüşümleri ve fazoranları saptanır.

•Dönüşümün başladığı ve bittiği süreler saptanarak, TTT

diyagramları çizilir.

8/2/2019 IIW No2.11


20.04.2009

14

TTT Diyagramı

Ostenit Sahasından Soğuma

% 0.8 C’lu çelik

8/2/2019 IIW No2.11


20.04.2009

15

DEMDEMDEMDEMRRRRN SON SON SON SOĞUMA SIRASINDAKUMA SIRASINDAKUMA SIRASINDAKUMA SIRASINDAK HACHACHACHACM DEGM DEGM DEGM DEGŞMMMM

% 0.8 C’lu çeliğin dönüşüm sıcaklığınasoğuma hızının etkisi.

Ötektoid çeliğin (% 0.78 C, % 0.36 Mn)CCT diyagramı.

CCTCCT DiyagramlarıDiyagramları

8/2/2019 IIW No2.11


20.04.2009

16

Düşük karbonlu bir çeliğin (%0.44 C,% 0.66 Mn) CCT diyagramı.

Yüksek karbonlu bir çeliğin (% 1.03 C,% 0.22 Mn) CCT diyagramı.

CCTCCT DiyagramlarıDiyagramları

Kaynak Metalurjisi

8/2/2019 IIW No2.11


20.04.2009

17

Ergitme KaynağındaErgitme KaynağındaMetalurjik BölgelerMetalurjik Bölgeler

Kaynak DikişiKaynak Dikişi

8/2/2019 IIW No2.11


20.04.2009

18

Isı Tesiri Altında Kalan Bölge (ITAB)Isı Tesiri Altında Kalan Bölge (ITAB)Bu bölgedeki sıcaklıklar katı halde mikroyapısal değişime neden olabilecekmertebede yüksek, fakat ergimeye neden olmayacak mertebede düşüktür. Pratikaçıdan ITAB, kaynak sırasında sıcaklığı mikroyapısal değişime neden olabilecekısınan bölgeleri içerir.

8/2/2019 IIW No2.11


20.04.2009

19

Pik sıcaklığının kaynak metalindeki değişimi:

TP: Erime sınırından Y mesafe uzaklıktaki bölgenin pik sıcaklığı (oC)T

o: Ana metalin kaynak bölgesi sıcaklığı (oC)

Tm: Ana metalin ergime (likidüs) sıcaklığı (oC)ρ : Metalin yoğunluğu (gr/mm3)C : Metalin spesifik ısısı (joule/gr oC)ρ×c:Volumetrik spesifik ısı (joule/mm3 oC)ρ×c: 0.0044 (joule/mm3 oC) → çelikler içinh : Kaynaklanacak metalin kalınlığı (mm)Y : ITAB genişliği → → → →H : Ana metalin kalınlığıHnet: Net kaynak ısısı

8/2/2019 IIW No2.11


20.04.2009

20

Net kaynak ısısı (Hnet):f 1: Isıl verimE: VoltajI: Akımv: Isı kaynağının hareket hızı

Tek Fazlı Malzemelerde ITABTek Fazlı Malzemelerde ITAB

ITAB’da iri taneli yapı oluşumu

Paslanmaz çelikde kaynak bölgesinin bozulması

8/2/2019 IIW No2.11


20.04.2009

21

Deformasyonla Sertleştirilen Malzemelerde ITABDeformasyonla Sertleştirilen Malzemelerde ITAB

Soğuk işlenmiş taban metalinin kaynak çevresinin yeniden kristalleşmesi A: Soğukişlenmiş metal (uzamış taneler). B: Yeniden kristalleşmiş metal (eş taneler). C: Kaynakmetali (sütunsal taneler). Üstteki şekil: Faz değişikliği olmaksızın alaşımlarda kaynak.Alttaki şekil: Demir veya çelikte kaynak.

Çökelmeyle Sertleştirilen Malzemelerde ITABÇökelmeyle Sertleştirilen Malzemelerde ITAB

Kaynak ısıl çevriminin çökelmeyle sertleşmiş bir alaşıma etkisi. Soldaki şekil: Isıtesiri altındaki kaynak bölgesi. Sağdaki şekil: Bu alaşım için bölgelere tekabüleden pozisyonların faz diyagramı üzerinde gösterimi.

8/2/2019 IIW No2.11


20.04.2009

22

Çökeltme Sertleşmesi Kademeleri

Çeliklerde ITABÇeliklerde ITAB

Bir kaynağın farklı bölgelerindeki pik sıcaklıkları arasındaki ilişki vebu ilişkinin demir-karbon faz diyagramına yansıması.

8/2/2019 IIW No2.11


20.04.2009

23

Bir kaynakta ısı tesiri altındakibölgenin gelişimi. (a) Herhangibir noktadaki maksimum sıcaklık,(b) maksimum sıcaklıktaki yapı,(c) düşük sertleşebilirliğe sahipbir çelikte soğumanın ardındanmeydana gelen yapı, (d) yükseksertleşebilirliğe sahip bir çeliktesoğumanın ardından oluşan yapı.

8/2/2019 IIW No2.11


20.04.2009

24

ITAB’de SoğumaKalın plakalar için:

s: Soğuma hızık: Metalin termal iletkenliği (çelik için 0.028 joule/mm3 oC)Ti: Soğuma hızının hesaplandığı sıcaklıkTo: Kaynak öncesi ana metalin sıcaklığı

f 1 = 0.7 TIG içinf 1 = 1 Ark kaynağı için

Kaynak ağzı 6 veya daha az pasoda doldurulursa kalın plakaçözümündeki soğuma hızı kullanılır.

8/2/2019 IIW No2.11


20.04.2009

25

nce plakalar için:

ρ×c = Volumetrik spesifik ısı = 0.0044 joule/mm3 oCh = Metalin kalınlığı

Kaynak ağzı 4 veya daha az pasoda doldurulursa ince plakaçözümündeki soğuma hızı kullanılır.

hb > 0.9 ise kalın plaka çözümü kullanılırhb < 0.9 ise ince plaka çözümü kullanılır

8/2/2019 IIW No2.11


20.04.2009

26

.

(a) Yumuşak çelik ve (b) HT 80 çeliğinin TTT diyagramları.O: Ostenit, F: Ferrit, P: Perlit, B: Beynit, M: Martensit.

Karbon Eşdeğerinin Etkisi

Çeliklerde alaşım elementleri genellikle malzemenin sertleşme kabiliyetiniarttırırlar. C, Mn, Mo, Cr, V, Nb ve Si sertleşme kabiliyetini arttıran en önemlielementlerdir. Bu elementler ITAB’da martensit dönüşümünü neden olurlar veçatlak oluşma ihtimalini arttırırlar. Alaşım elementlerinin martensit oluşumunuve çatlama ihtimalini arttırması karbon eşdeğeri ile kontrol edilir.

8/2/2019 IIW No2.11


20.04.2009

27

Yapı çelikleri için:

Ceş < 0.45 ⇒⇒⇒⇒ Ön ısıtmaya gerek yok

Bu bağıntı karbon oranı % 0.25’e kadar olan çeliklereuygulanmaktadır.

0.45 < Ceş < 0.6 ⇒⇒⇒⇒ Ön ısıtma sıcaklığı 100-200 oC

Ceş > 0.6 ⇒⇒⇒⇒ Ön ısıtma sıcaklığı 200-300 oC

[ ] Mo28Ni20Cr)(Mn40C360Cc360 ++++=×

Kalıntı Gerilme

8/2/2019 IIW No2.11


20.04.2009

28

Kalıntı (Artık) Gerilme Oluşumu

Mekanik olarak oluşanMekanik olarak oluşangerilmeler,gerilmeler,

Faz dönüşümü nedeniyleFaz dönüşümü nedeniyleoluşan gerilmeleroluşan gerilmeler

Kaynaklı parçalarda kalıntı

gerilmenin etkisi:1- Gevrek kırılma

2- Gerilmeli korozyon

3- Distorsiyon

8/2/2019 IIW No2.11


20.04.2009

29

Kaynak nedeniyle oluşan iç gerilmelerin etkisiyle oluşan ve üniformolmayan deformasyon distorsiyon olarak adlandırılır. Distorsiyonkaynaklı malzemede dört şekilde gelişir.

8/2/2019 IIW No2.11


20.04.2009

30

Enine distorsiyon: Soğuma sırasında kaynak metalinin büzülmesinedeniyle oluşan enine gerilmelerin neden olduğu parçada kaynakdikişine dik yönde meydana gelen çekmedir. Sıcak kaynak metalisoğuk plakalardan daha düşük akma mukavemetine sahip olduğundandeformasyon öncelikle kaynakta gerçekleşir. Ancak soğumanınsonlarına doğru ana metalde de deformasyon gerçekleşebilir. Budeformasyon ana metalin genişliğinin azalmasına neden olur.

Boyuna distorsiyon: Sıcak kaynak metalinin soğuma esnasındaboyunu kısaltmak istemesi sonucu boylamasına gerilmelerin etkisiyle

parçanın kaynak dikişi yönünde kendini çekmesidir. Pratikte boyunadistorsiyon miktarı çok düşüktür. Örneğin 1 m uzunluğundaki birkaynakta 1 mm mertebesindedir.

Kalınlamasına distorsiyon: Parçanın kendisini kalınlığı boyuncaçekmesidir. Kalınlığına distorsiyon çok küçük değerdedir.

Açısal distorsiyon: Enine distorsiyonun özel şekli olup parçanın ilkbaşlangıç durumuna göre kendisini α açısı kadar çekmesidir. Örneğin V

kaynak ağzında ağız üst kısmının genişliği alt kısmından daha fazladır.Kendini çekme, soğuyan metalin uzunluğuna bağlı olduğundan kaynakağzının üst kısmında daha fazla kendini çekme meydana gelir. Eğer anametal plakaları tesbit edilmemişse açısal distorsiyon oluşur.

8/2/2019 IIW No2.11


20.04.2009

31

Kalıntı Gerilme Kontrolü

Çekiçleme

12 ila 20 mm çaplı, yuvarlak uçlu çekiç. Artık gerilmelerin giderilmesi

Dikişin yoğunlaştırılması

Tane yapısının inceltilmesi

Soğuk kaynak dikişi aslaçekiçlenmemelidir.).

Çelik Tipi Sıcaklık (°C)

Düşük C 580-620

C-Mn 600-650

C-0,5 Mo 620-660

1 Cr-0,5Mo 620-660

2.25 Cr-1Mo 660-700

5Cr-0,5Mo 700-740

3,5Ni 500-620

Kaynak Hataları

8/2/2019 IIW No2.11


20.04.2009

32

Poroziteler:

Katılaşma sırasında bazı gazların (özellikleoksijen, azot ve hidrojen) kaynak metalinehapsolması sonucu ortaya çıkan bir kaynakhatasıdır. Bu gazların sıvı metaldekiçözünürlükleri katı metalden çok fazladır vekatılaşma sırasında kaynak metalinden kaçmafırsatı bulamamaları halinde kaynak bölgesindeporozite oluşur. Porozite kaynakları temelolarak, malzeme yüzeyindeki nem, yağ, boya,oksit ve havadaki azot ve oksijendir. Poroziteoluşturan gazlardan oksijen kaynak banyosuna,oksitlenmiş dolgu metalinden, ana metalden,flakstan, atmosferden veya elektrot örtüsünden ;azot, atmosferden veya koruyucu gazdan;hidrojen ise elektrot örtüsünde selülozunbulunmasından veya ark bölgesini çevreleyengaz atmosferinden geçebilir.

8/2/2019 IIW No2.11


20.04.2009

33

Curuf nklüzyonları:

Kaynak dikişinde veya kaynakdikişi ana metal ara yüzeyindehapsolan ve metalik olmayan katıpartiküllerdir. Hapsolan curuf,flaks ile ergiyen kaynak metalireaksiyonunun ürünüdür. Çokpasolu kaynaklarda her pasodansonra curuf iyice temizlenmelidir.Gazla koruma iyi yapılarak ve

uygun elektrot veya flaks seçimiile curuf inklüzyonları azaltılabilir.Ayrıca kaynak ağzı açısını arttırmakda faydalıdır.

Yanma Olukları:Yanma olukları genellikle kaynak birleşme bölgelerine yakın bölgelerdeve kaynak dikişine paralel olarak meydana gelir. Bu bölgelerin kaynakmetali ile doldurulamaması yanma oluğu oluşumuna sebep olur.

Devamlı yanma olukları

Kesikli yanma olukları

Kökteki yanma olukları

8/2/2019 IIW No2.11


20.04.2009

34

Ergime Yetersizliği:

Kaynak metaliyle ana metalin birlikteergimemesi sonucu ortaya çıkan birkaynak hatasıdır. Bu tip hatalar kaynakyönünde uzamış olup, yuvarlak veyakeskin köşeli biçimde olabilirler.Ergime yetersizliğine, ana metalsıcaklığının ergime sıcaklığınaçıkmaması veya ana metalin yüzeyindecuruf, oksit gibi yabancı maddelerinbulunması neden olur. Ergimenin

tüm malzeme kalınlığı boyuncaolmaması neticesinde nüfuziyet azlığımeydana gelebilir.

• En tehlikeli kaynak hatası olup, kaynak dikişi ve/veya ITAB’daoluşabilir.• Genellikle;

Kaynak dikişinde oluşan çatlaklar ⇒⇒⇒⇒ Sıcak Çatlak,

ITAB’da oluşan çatlaklar ⇒⇒⇒⇒ Soğuk Çatlak

Çatlaklar:

8/2/2019 IIW No2.11


20.04.2009

35

Kaynaklı ParçalardaKaynaklı Parçalarda

Çatlama OlgusuÇatlama Olgusu

8/2/2019 IIW No2.11


20.04.2009

36

KAYNAK KABLYETKAYNAK KABLYETBir metalin kaynak kabiliyeti; tasarlanan yapının imalat aşamasında ve/veya serviskoşullarında kullanımı sırasında istenen performansı sergilemesini etkileyen önemli birparametredir.

Kaynak kabiliyetinin yüksek olması; kaynak bölgesinde istenmeyen mikroyapıoluşumunu engeller ve metalin kaynak işlemi sonrasında da üstün mekanik özelliklersergilemesine neden olur.

Bir metalin kaynak kabiliyetinin yeterli olabilmesi için;** Kaynak sonrası mukavemet ve tokluk istenen düzeyde olmalıdır** Kaynak kalitesi iyi olmalıdır** Kaynak işlemi korozyon direncini değiştirmemelidir** Gerilme giderme işlemi sırasında gevrekleşmemelidir

Alaşım elementleri;ITAB’ın sertleşme kabiliyeti artırabilir ve düşürebilir (Ceş’e bağlı olarak)Yaşlanmaya (çökelmeye) sebep olabilir

Tane boyutunu küçültebilir (Al,V,Ti,Zr,N)

Sünek-gevrek geçiş sıcaklığını etkiler

Arayer veya yer alan katı eriyiği yaparak sertliği artırabilir

Sıvı metalde deoksidasyon sağlar (Ti,Zr,Al,Si gibi)

Kaynaklanabilirlik TestleriKaynaklanabilirlik Testleri

* Teorik tester

* Simülasyon testleri

* Gerçek testler

Kaynaklanabilirlik Testlerinin AmacıKaynaklanabilirlik Testlerinin Amacı* Kaynak prosesini belirlemek

* Ön ısıtma koşulunu belirlemek

* Kaynak ısısını belirlemek

* Birleşme bölgelerinin tasarımını yapmak

8/2/2019 IIW No2.11


20.04.2009

37

KAYNAKKAYNAKKAYNAKKAYNAKKAYNAKKAYNAKKAYNAKKAYNAKHATALARIHATALARIHATALARIHATALARIHATALARIHATALARIHATALARIHATALARI

KIRILMAKIRILMAKIRILMAKIRILMAKIRILMAKIRILMAKIRILMAKIRILMA

Malzemelerin gerilme altında iki veya daha fazlaparçaya ayrılmasına KIRILMAKIRILMA denir.Kırılma:

i. Çatlak oluşumu veii. Çatlak ilerlemesi

olmak üzere iki safhadan oluşur.

[ ]t t

aa ρ σ ρ σ σ / 2 / 2100max

≈+=

8/2/2019 IIW No2.11


20.04.2009

38

KaynakKaynak Bölgesinde OBölgesinde Oluşanluşan ÇÇatlakatlak TTipleriipleri

• Krater ÇatlaklarKrater Çatlaklar:: Kesintili kaynak yapıldığında kraterde çatlama eğilimi artar. Fazla derinolmayan sıcak çatlak türü olan bu çatlaklar yıldız şeklinde bulunabildiklerinden yıldızçatlaklar olarak da bilinirler. Krater çatlaklar ısıl genleşme katsayısı yüksek metallerdeörneğin ostenitik paslanmaz çeliklerde görülür. Bu çatlaklar boylamasına çatlaklarınbaşlangıcı olabilir.

• Boylamasına çatlaklarBoylamasına çatlaklar:: Genellikle kaynak metalinin ortasında oluşan çatlakların kaynakzonunda ilerlemesi ile ortaya çıkar.

•• Enlemesine çatlaklarEnlemesine çatlaklar:: Kaynak eksenine dik olan ve kaynak metalinde bulunan çatlaklardır.Enlemesine çatlaklar ana metale doğru ilerlerler.

•• Dikiş yanı çatlaklarıDikiş yanı çatlakları:: Genellikle soğuk çatlak karakterli olup, kalıntı gerilmelerininyüksek olduğu bölgelerde bulunur.

•• Dikiş altı çatlaklarıDikiş altı çatlakları:: ITAB bölgesinde oluşan soğuk çatlaklardır. Oluşumu kaynakbanyosuna hidrojen girişine, kaynak bölgesi mikroyapısının çatlmaya duyarlı olmasına vekalıntı gerilmenin yüksek olmasına bağladır. Kaynak dikişinin altında belirli aralıklarla yeraldıklarından ve yüzeye çıkamadıklarından çoğunlukla çıplak gözle görülemezler.

8/2/2019 IIW No2.11


20.04.2009

39

KAYNAKLI PARÇALARDAKAYNAKLI PARÇALARDAKAYNAKLI PARÇALARDAKAYNAKLI PARÇALARDAKAYNAKLI PARÇALARDAKAYNAKLI PARÇALARDAKAYNAKLI PARÇALARDAKAYNAKLI PARÇALARDA

ÇATLAK OLUÇATLAK OLUÇATLAK OLUÇATLAK OLUÇATLAK OLUÇATLAK OLUÇATLAK OLUÇATLAK OLUşşUMUMUMUMUMUMUMUM

NEDENLERINEDENLERINEDENLERINEDENLERINEDENLERINEDENLERINEDENLERINEDENLERI

SICAKSICAKSICAKSICAK

ÇATLAMAÇATLAMAÇATLAMAÇATLAMA

SOSOSOSOğUK ÇATLAMAUK ÇATLAMAUK ÇATLAMAUK ÇATLAMA

KATILAKATILAKATILAKATILAşMAMAMAMA

ÇATLAKLARIÇATLAKLARIÇATLAKLARIÇATLAKLARI

YENIDENYENIDENYENIDENYENIDEN

ERGITMEERGITMEERGITMEERGITME

ÇATLAKLARIÇATLAKLARIÇATLAKLARIÇATLAKLARI

HIDROJENHIDROJENHIDROJENHIDROJEN

KIRILGANKIRILGANKIRILGANKIRILGANLILILILIğIIII

LAMELERLAMELERLAMELERLAMELER

YIRTILMAYIRTILMAYIRTILMAYIRTILMA

Hidrojen Kırılganlığı

* Atomik hidrojenin metale girmesi neticesinde ortaya çıkar.

* Hidrojen girişi, iç çatlak ve/veya boşluk oluşumuna, gevrekliğe ve özellikleyüksek sıcaklıklarda dekarbürizasyon ve kimyasal reaksiyon gibi yüzeyolaylarına sebep olur.

* YMK kristal yapılı metaller hidrojen kırılganlığına duyarlı değildir.

* Yüksek mukavemetli martensitik çelikler hidrojen kırılganlığına çok duyarlıdır.

* Soğuk işlem hidrojen kırılganlığı teşvik eder.

* Çeliklerin mukavemeti arttıkça hidrojen duyarlılığı da artar.

* Özellikle karbon ve az alaşımlı çeliklerde ağırlıkça %0.001 (ppm) mertebesindehidrojen kırılganlık için yeterli olabilir.

* Çeliklere hidrojen girişi sünekliğin azalmasına, çatlamasına ve akmamukavemetinden düşük gerilmelerde gevrek kırılmaya neden olur.

8/2/2019 IIW No2.11


20.04.2009

40

• DEFORMASYON HIZI AZALDIKÇA

ÇELIKLERIN HIDROJEN KIRILGANLIğINA

KARşI HASSASIYETI ARTAR.

• DARBE DENEYI ILE HIDROJEN

KIRILGANLIğI ORTAYA ÇIKMAZ. DÜşÜK

HIZLI ÇEKME, EğME, ILERI-GERI EğME

DENEYLERI ILE HIDROJEN KIRILGANLIğINA

KARşI HASSASIYETI ÖLÇMEDE KULLANILIR.

• ÇEKME DENEYI ILE % KESIT DARALMASI

VE/VEYA % KOPMA UZAMASI ÖLÇÜLEREK

HIDROJEN GEVREKLIğIDEğERLENDIRILEBILIR.

GEVREKLIK DERECESI = (GEVREKLIK DERECESI = (GEVREKLIK DERECESI = (GEVREKLIK DERECESI = (GEVREKLIK DERECESI = (GEVREKLIK DERECESI = (GEVREKLIK DERECESI = (GEVREKLIK DERECESI = (δδδδδδδδOOOOOOOO -------- δδδδδδδδH)/H)/H)/H)/H)/H)/H)/H)/ δδδδδδδδOOOOOOOO

δO VE δH HIDROJENSIZ VE HIDROJENLI

NUMUNELERIN KESIT DARALMASI

• DENEY NUMUNESININ ÇEVRESINE V-

ÇENTIK AÇILDIKTAN SONRA NUMUNEYE

• HIDROJENIN OLUMSUZ ETKISI ORTA

SICAKLIK DÜZEYLERINDE ÇOK

BELIRGINDIR. ÇOK YÜKSEK

SICAKLIKLARDA VE ÇOK DÜşÜK

SICAKLIKLARDA ETKILI DEğILDIR.

• SIVI DEMIRDE VE OSTENIT IÇINDE

HIDROJEN ÇÖZÜNÜRLÜğÜ YÜKSEK,

ODA SICAKLIğINDA DÜşÜKTÜR.

HIDROJEN IÇEREN ÇELIK YÜKSEK

SICAKLIKLARDAN HIZLASOğUTULDUğUNDA HIDROJEN DIşARI

KAÇAMAZ VE MALZEME IÇINDE

HAPSOLUR. BU DURUMDA FAZLA

HIDROJEN MALZEME YÜZEYINE VEYA IÇ

KISIMLARINA YAYINARAK YÜKSEK

BASINÇLI HIDROJEN PAKETLERI

OLUşTURUR. BU YÜKSEK BASINÇ

ÇELIKTE ÇATLAMA VE/VEYA KIRILMAYA

NEDEN OLUR.

8/2/2019 IIW No2.11


20.04.2009

41

HIDROJEN KIRILGANLIHIDROJEN KIRILGANLIHIDROJEN KIRILGANLIHIDROJEN KIRILGANLIHIDROJEN KIRILGANLIHIDROJEN KIRILGANLIHIDROJEN KIRILGANLIHIDROJEN KIRILGANLIğğININ ÖNLENMESIININ ÖNLENMESIININ ÖNLENMESIININ ÖNLENMESIININ ÖNLENMESIININ ÖNLENMESIININ ÖNLENMESIININ ÖNLENMESI

1. HIDROJENE KARşI DAHA DAYANIKLI MALZEME KULLANMAK

(ÖRNEğIN YÜKSEK MUKAVEMETLI ÇELIK YERINE DAHA DÜşÜK

MUKAVEMETLI ÇELIğI TERCIH ETMEK)

2. HIDROJENI MALZEMEDEN UZAKLAşTIRMAK (MALZEMEYI 150-

200°C’DE TUTMAK)

3. MALZEME YÜZEYINDE BASMA YÖNÜNDE GERILME

OLUşTURMAK (BILYA PÜSKÜRTEREK YÜZEYI DÖVMEK)

4. PARÇA DIZAYNINI DEğIşTIRMEK (KESKIN KÖşELERI ELEMINE

ETMEK, KESIT ALANI ARTIRMAK, KALINTI GERILMELERI

AZALTMAK)

5. HIDROJEN GIRIşINE ENGEL OLMAK

ÇELIÇELIÇELIÇELIğE HIDROJEN; ÜRETIM AE HIDROJEN; ÜRETIM AE HIDROJEN; ÜRETIM AE HIDROJEN; ÜRETIM AşAMASINDA, KAYNAK SIRASINDA,AMASINDA, KAYNAK SIRASINDA,AMASINDA, KAYNAK SIRASINDA,AMASINDA, KAYNAK SIRASINDA,

KOROZYON ETKISI ILE VEYA KATODIK KORUMA SIRASINDAKOROZYON ETKISI ILE VEYA KATODIK KORUMA SIRASINDAKOROZYON ETKISI ILE VEYA KATODIK KORUMA SIRASINDAKOROZYON ETKISI ILE VEYA KATODIK KORUMA SIRASINDA

GIREBILIRGIREBILIRGIREBILIRGIREBILIR....

Kaynaklı Parçalarda Hidrojen Kırılganlığı Kaynak işlemi sırasında hidrojenli bileşiklerin (kaynak bölgesindeki kir, yağ

ve nem hidrokarbon, vb) kaynak arkı etkisi ile ayrışması sonucu oluşanhidrojenin kaynak banyosuna girmesi soğuk çatlakların temel nedenidir.

Kaynak bölgesinin havadan iyi korunamaması da kaynak banyosunahidrojen girişine sebep olabilir. En önemli hidrojen kaynağı, elektrodörtüsündeki veya flakstaki nemdir. Elektrod örtüsündeki hidrojen “potansiyelhidrojen” olarak adlandırılır. Bu nedenle kaynak işlemi öncesi elektrodlarkurutulmalı ve bazik elektrodlar tercih edilmelidir

8/2/2019 IIW No2.11


20.04.2009

42

Kaynak metalinde hidrojen çözünürlüğü hidrojen kısmi basıncına vesıcaklığa bağlıdır. Ark atmosferinde CO, CO2 ve H2O bulunması hidrojenkısmi basıncını etkiler.

Çelikte hidrojen çözünürlüğü 1800°C’de yaklaşık 35 ml/100g olup, sıcaklığınazalması ile azalmaktadır. Katılaşma sonrası kaynak dikişinin hidrojenkonsantrasyonu hızlı soğuma etkisi ile çözünürlük sınırını aşabilir. Budurumda latis hidrojence aşırı doymuş hale gelir.

KATILAKATILAşşAN KAYNAK METALINDE HIDROJEN,AN KAYNAK METALINDE HIDROJEN, ATOMATOMÇAPI ÇOK KÜÇÜK OLDUÇAPI ÇOK KÜÇÜK OLDUğğUU IÇIN ODA SICAKLIIÇIN ODA SICAKLIğğINDA BILEINDA BILEYAPISAL HATALARA (BOYAPISAL HATALARA (BOşşLUKLAR, DISLOKASYONLAR,LUKLAR, DISLOKASYONLAR,TANE SINIRLARI GIBI) DOTANE SINIRLARI GIBI) DOğğRURU KOLAYCA YAYINABILIRKOLAYCA YAYINABILIR VEVEBURLARDABURLARDA MOLEKÜLER HALE GELMOLEKÜLER HALE GELEREKEREK YÜKSEK BASINÇYÜKSEK BASINÇOLUOLUşşTURUR.TURUR.

BU PROSES KAYNAK IBU PROSES KAYNAK IşşLEMINDEN BIRKAÇ DAKIKA VEYALEMINDEN BIRKAÇ DAKIKA VEYABIRKAÇ AY SONRA GELIBIRKAÇ AY SONRA GELIşşEBILIR.EBILIR. PROSES SÜRESI;PROSES SÜRESI; ANAANAMETALIN BILEMETALIN BILEşşIMI, ANA METALIN KALINLIIMI, ANA METALIN KALINLIğğI,I,MIKROYAPISI, POROZITE MIKTARIMIKROYAPISI, POROZITE MIKTARI VEVE SOSOğğUK IUK IşşLEMLEMDURUMUDURUMU GIBI FAKTÖRLERE BAGIBI FAKTÖRLERE BA

ğğLIDIR.LIDIR.

ÇATLAMA RISKININ YÜKSEK OLMASI;ÇATLAMA RISKININ YÜKSEK OLMASI; HIDROJENHIDROJENKONSANTRASYONUN YANI SIRA,KONSANTRASYONUN YANI SIRA, MIKROYAPININMIKROYAPININÇATLAÇATLAğğA DUYARLI OLMASIA DUYARLI OLMASINANA (MARTENSITIK), PARÇAYA(MARTENSITIK), PARÇAYAÇEKME GERILMELERININ (KALINTI GERILME) ETKI ETMESIÇEKME GERILMELERININ (KALINTI GERILME) ETKI ETMESIVE SICAKLVE SICAKLIIğğAA DADA BABAğğLADIR.LADIR.

8/2/2019 IIW No2.11


20.04.2009

43

Kaynak metalindeki hidrojen miktarının artması latisin gevrekliğini artırır. Süneklik(kopma uzaması ve kesit daralması) azalırken mukavemette (akma ve çekme) önemlibir değişim olmayabilir.

Hidrojen etkisi ile kırılan malzemenin yüzeyinde balık gözü (fish eye) oluşumu sözkonusudur. Hidrojen içeren kaynak metali yavaşça deforme edildiğinde balık gözükaynaktan sonraki üç ay içinde oluşabilir.

•• ÇOğU KAYNAK METALLERI IYI KAYNAKLANABILIRLIK

AÇISINDAN ANA METALDEN DAHA DÜşÜK KARBON IÇERIğINE

SAHIP OLDUğUNDAN, ITAB HIDROJEN ÇATLAMASINA KARşIDAHA DUYARLIDIR.

8/2/2019 IIW No2.11


20.04.2009

44

HIDROJENIN ZARARLI ETKILERI;HIDROJENIN ZARARLI ETKILERI;HIDROJENIN ZARARLI ETKILERI;HIDROJENIN ZARARLI ETKILERI;

* SÜNEKLIğI (KOPMA UZAMASI VE KESIT DARALMASI)

DÜşÜRÜR,

* MEVCUT ÇATLAKLARIN ILERLEME HIZINI ARTIRIR,

* SABIT YÜK ALTINDA GECIKMELI ÇATLAMAYA NEDEN

OLUR,

* YORULMA DIRENCINI DÜşÜRÜR,

* BAZI DURUMLARDA GERILMELI KOROZYON

ÇATLAMASINI TEşVIK EDER.

•• ÇELIKLERIN BILEÇELIKLERIN BILEşşIMINDE BULUNAN C, MN, MO, CR, V, NB VE SIIMINDE BULUNAN C, MN, MO, CR, V, NB VE SI

GIBI ELEMENTLER ITAB’DA MARTENSITIK DÖNÜGIBI ELEMENTLER ITAB’DA MARTENSITIK DÖNÜşşÜMÜ TEÜMÜ TEşşVIKVIK

EDEREK VE ÇATLAK OLUEDEREK VE ÇATLAK OLUşşMA IHTIMALINI ARTTIRIRLAR. ALAMA IHTIMALINI ARTTIRIRLAR. ALAşşIMIMELEMENTLERININ MARTENSIT OLUELEMENTLERININ MARTENSIT OLUşşUMUNU VE ÇATLAMAUMUNU VE ÇATLAMA

IHTIMALINI ARTTIRMASI KARBON EIHTIMALINI ARTTIRMASI KARBON EşşDEDEğğERI (CEERI (CEşş) ILE KONTROL) ILE KONTROL

EDILIR.;EDILIR.;

CECEşş > 0.45 OLAN ÇELIKLER UYGUN TEDBIRLER ALINARAK> 0.45 OLAN ÇELIKLER UYGUN TEDBIRLER ALINARAK

ÇATLAMA OLMAKSIZIN KAYNAKLANABILIRLER. ÖRNEÇATLAMA OLMAKSIZIN KAYNAKLANABILIRLER. ÖRNEğğININÖN ISITMAÖN ISITMA VE KAYNAK SONRASI TAVLAMAVE KAYNAK SONRASI TAVLAMA ITAB’DAITAB’DA

ÇATLAMA RISKINI AZALTIR.ÇATLAMA RISKINI AZALTIR.

8/2/2019 IIW No2.11


20.04.2009

45

Ön ısıtma sıcaklığının belirlenmesiÖn ısıtma sıcaklığının belirlenmesi:

Ceş < 0.45 ⇒⇒⇒⇒ Ön ısıtmaya gerek yok

Bu bağıntı karbon oranı % 0.25’e kadar olan çeliklere uygulanmaktadır.

0.45 < Ceş < 0.6 ⇒⇒⇒⇒ Ön ısıtma sıcaklığı 100-200 oC

Ceş > 0.6 ⇒⇒⇒⇒ Ön ısıtma sıcaklığı 200-300 oC

[ ] Mo28Ni20Cr)(Mn40C360Cc360 ++++=×

YÖNTEM 1YÖNTEM 1YÖNTEM 1YÖNTEM 1YÖNTEM 1YÖNTEM 1YÖNTEM 1YÖNTEM 1

YÖNTEM 2YÖNTEM 2YÖNTEM 2YÖNTEM 2

ÖN ISITMANIN ETKILERI:

KAYNAK METALI VE ITAB’IN SOğUMA HIZINI DÜşÜRÜR,

DISTORSIYONUN VE ARTIK GERILMELERIN AZALMASINA

SEBEP OLUR,

KAYNAK IşLEMI IÇIN GEREKLI ENERJININ (HNET)

AZALMASINA NEDEN OLUR

KAYNAK SONRASI ISITIMA;

GERILME GIDERME,

BOYUTSAL KARARLILIK,

GERILME KOROZYON DIRENCINI ARTIRMAK,

TOKLUğU VE MEKANIK ÖZELLIKLERI GELIşTIRMEK

AMACIYLA YAPILIR

8/2/2019 IIW No2.11


20.04.2009

46

Hidrojen kırılganlığı kaynak işleminden günlerce sonra bile genellikle dikiş altıçatlakları, dikiş yanı çatlakları, enine çatlaklara şeklinde ortaya çıkabilir.

Geçikmiş hidrojen çatlama eğilimini belirleme metodları şunlardır:

Akustik emisyon analizi:Akustik emisyon analizi: Hidrojen etkisi ile oluşan mikro boyuttaki çatlaklar tahribatsızmuaye yöntemleri ile belirlenebilir.

mplant testmplant testii:: Hidrojen gevrekliğine karşı duyarlılığı belirlemek amacıyla yapılan ve H.Granjon of Institut de Soudure, Paris’de geliştirilmiş testtir. Ana metalden imal edilençentikli çubuk (8 mm çap ve 150 mm uzunluk) plakadaki delikten geçirildikten sonraçentik ITAB içinde kalacak şekilde bir paso incelecek yöntem ve elektrod ile kaynakedilir. Kaynak işlemi gerçek birleşmeye benzeyecek koşullarda yapılmalıdır. Kaynaksonrası (çubuk soğuduktan sonra) çubuk sabit bir çekme gerilmesine maruz bırakılırve kırılma süresi ölçülür. Parçanın min 16 saat’lik sürede kırılması istenmez. Bumetod ana metalin kaynağa uygunluğunu değerlendirme ve farklı malzemelerinhidrojen hassasiyetini karşılaştırma açısından çok uygundur. Dezavantajı çatlakdüzleminin ergime sınırına paralel olacak şekilde ITAB’da lokalize olmasıdır.

CRUCIFORMCRUCIFORM TETESTI:STI: SERTLEşME

KABILIYETI YÜKSEK ÇELIKLERIN

DIKIş ALTI ÇATLAK OLUşUMUNA

KARşI DUYARLIğINI BELIRLEMEK

AMACIYLA GELIşTIRILMIşTIR.

PARÇALAR HAÇ şEKLINDE

KAYNAK EDILIR. DÖRDÜNCÜ

KAYNAKTAN SONRA NUMUNE

ODA SICAKLIğINDA 48 SAAT

BEKLETILIR VE 620°C’DE 2 SAATGERILME GIDERME TAVLAMASINA

TABI TUTULUR. NUMUNE DAHA

SONRA MAKROSKOPIK VE

MIKROSKOPIK OLARAK ÇATLAK

OLUşUMUNA KARşI CONTROL

EDILIR. ÇATLAMA GENELLIKLE

ÜÇÜNCÜ KAYNAKTA OLUR.

TS 283TS 283--2 EN ISO 176422 EN ISO 17642--2 / KAYNAKLI YAPILARIN SO2 / KAYNAKLI YAPILARIN SOğğUK ÇATLAMAUK ÇATLAMA

TESTLERI:TESTLERI:

• CTS (KONTROLLÜ TERMAL SERTLIK) DENEYI

• TEKKEN (Y- KAYNAK AğZI) DENEYI

• LEHIGH (U- KAYNAK AğZI) DENEYI

8/2/2019 IIW No2.11


20.04.2009

47

IIW’ye göre kIIW’ye göre kaynak metalindeaynak metalindeki hidrojenin değerlendirilmesiki hidrojenin değerlendirilmesi;00 -- 5ml H2/1005ml H2/100 gg ⇒⇒⇒⇒ çok düşük seviyeçok düşük seviye

55--10 ml H2/100 g10 ml H2/100 g ⇒⇒⇒⇒ düşük seviyedüşük seviye1010--1155 ml H2/100 gml H2/100 g ⇒⇒⇒⇒ orta seviyeorta seviye>> 55 ml H2/100 gml H2/100 g ⇒⇒⇒⇒ yüksek seviyeyüksek seviye

HSLA çeliklerin HSLA çeliklerinin in kaynak meta kaynak metal linde 5 ml H2/100 g’dan daha az inde 5 ml H2/100 g’dan daha az hidrojen bulunma hidrojen bulunması istenir sı istenir .

HIDROJEN GEVREKLIHIDROJEN GEVREKLIğğININ SEBEPLERI ÖZET OLARAKININ SEBEPLERI ÖZET OLARAK

şşUNLARDIR;UNLARDIR;

* ELEKRODDAKI NEM MIKTARI YÜKSEK* ELEKRODDAKI NEM MIKTARI YÜKSEK

OLMASI,OLMASI,

* ANA METALIN YÜKSEK SERTLIK VE* ANA METALIN YÜKSEK SERTLIK VE

MUKAVEMETTEMUKAVEMETTE

OLMASI,OLMASI,

* ANA METALIN ET KALI* ANA METALIN ET KALIğğININ 20 MM NINININ 20 MM NIN

ÜSTÜNDEÜSTÜNDEOLMASI,OLMASI,

* KAYNAK ÖNCESI ÖN ISITMA YAPILMAMASI* KAYNAK ÖNCESI ÖN ISITMA YAPILMAMASI

Hidrojen gevrekliği riskini azaltmak içinHidrojen gevrekliği riskini azaltmak için;* Kaynak öncesi parça yağ ve nemden arındırılmalıdır,* Parça ön ısıtmaya tabi tutulmalıdır,* Kaynak işlemi için bazik elektrotlar tercih edilmelidir* Elektrodlar kaynak öncesi kurutulmalıdır.

LAMELER YIRTILMA:LAMELER YIRTILMA:LAMELER YIRTILMA:LAMELER YIRTILMA:

• YÜKSEK LOKALIZE GERILMELER ETKISI VE LEVHANIN KALINLIK KESITINDE

SÜNEKLIğININ DÜşÜK OLMASI NEDENLERIYLE ANA METALDE OLUşAN

ÇATLAMADIR.

• HADDELENME SIRASINDA LEVHANIN KALINLIK YÖNÜNDEKI SÜNEKLIğINI

OLUMSUZ YÖNDE ETKILEYECEK şEKILDE ANIZOTROPI GELIşIR. SICAK

HADDELENMIş LEVHADA ANIZOTROPININ GELIşMESINE YAPIDA MNS VE

OKSIT TIPI KALINTILAR SEBEP OLUR. YIRTILMA INKLÜZYON ILE MATRIS

ARASINDA BOşLUK OLUşUMU VE BIRLEşMESI ILE GELIşIR.

• KALINLIK YÖNÜNDE ÇEKME TESTI YAPILARAK (Z TESTI) LEVHANINLAMELER YIRTILMA EğILIMI BELIRLENEBILIR.

8/2/2019 IIW No2.11


20.04.2009

48

• Z TESTI SONUÇLARINA GÖRE LEVHALAR DIN EN 10164NORMUNDA Z15, Z25 VE Z35 OLMAK ÜZERE 3 KALITEYE

AYRILMIşTIR. BURADAKI RAKKAM ORTALAMA KESIT

DARALMASIDIR.

• ÇEKME MUKAVEMETI 460 N/MM² OLAN INCE TANELI BIR ÇELIğINORTALAMA KESIT DARALMASI % 35 ISE (Z35 SINIFINDA ISE) S460N-

Z35 şEKLINDE GÖSTERILIR.

• KAYNAKLI PARÇALARDA LAMELER YIRTILMA ÇEKME

GERILMESI ETKISI ILE ANA METALIN KALINLIK KESITINDE,

SÜNEKLIğIN DÜşÜK OLMASI NEDENIYLE ORTAYA ÇIKAR.

KALINLIK YÖNÜNDEKI KESIT DARALMASI %15’DEN DÜşÜK

OLAN ÇELIK LEVHALARIN LAMELER YIRTILMA EğILIMI

YÜKSEKTIR.

• ÇELIK YAPISINDA BULUNAN UZAMIş INKÜZYONLARIN

MEVCUDIYETI LAMELER YIRTILMAYI TEşVIK EDER. KALINLIğI 25MM’DEN FAZLA OLAN YÜKSEK MUKAVEMETLI ÇELIK

LEVHALARIN LAMELER YIRTILMA EğILIMI YÜKSEKTIR.

• LAMELER YIRTILMA ÇOğUNLUKLA ERGIME SINIRININ LEVHA

YÜZEYINE PARALEL OLDUğU KAYNAKLARDA (KÖşE, T KAYNAK)

GÖRÜLÜR. GENELLIKLE KAYNAK UZUNLUğU 20 MMDEN FAZLA

OLDUğUNDA OLUşUR.

• LAMELER YIRTILMANIN GELIşIMINDE KÜKÜRT VE SILIKAT

INKLÜZYONLARI ÖNEMLI ROL OYNAR. DÜşÜK KARBONLU

ÇELIKLERDE HIDROJEN LAMELER YIRTILMAYI TEşVIK EDER.

8/2/2019 IIW No2.11


20.04.2009

49

• KAYNAK BÖLGESINE, LEVHA

YÜZEYINE DIK OLACAKşEKILDE

YÜKSEK ÇEKME KUVVETI

UYGULANMASI LAMELER YIRTILMAYI

TEşVIK EDER. ÇATLAMA GENELLIKLE

KAYNAK SINIRINA YAKIN VEYA

BIRKAÇ MM MESAFEDE OLUP, LEVHA

YÜZEYINE PARALELDIR.• KIRILMA YÜZEYI LIFI GÖRÜNÜME

SAHIPTIR

• LAMELER YIRTILMA ETKISI ILE

YÜZEYDE OLUşAN ÇATLAKLAR

GÖZLE MUAYENE, SIVI PENETRANT

VEYA MANYETIK PARÇAÇIK

YÖNTEMI ILE BELIRLENEBILIR. ÇÇATLAKLAR ULTRASONIK MUAYENE

YÖNTEMI ILE BELIRLENEBILIRSE DE

BUNLARI INKLÜZYON

BANTLARINDAN AYIRT ETMEK

GÜÇTÜR. ÇATLAKLAR

ORYANTASYONU NEDENI ILE

RADYOGRAFIK YÖNTEMLERLE

• LAMELER YIRTILMANIN GELIşEBILECEğI MUHTEMEL

BÖLGELER TAşLAMA VEYA TALAşLI IşLEME YÖNTEMLERI ILE

KALDIRILDIKTAN SONRA DAHA DÜşÜK MUKAVEMETLI

KAYNAK METALI ILE DOLDURULABILIR (BUTTERING).

. Buttering with low strength weld metal

LAMELER YIRTILMA ETKISI ILE OLUşAN ÇATLAKLAR

KESKIN KÖşELI LINEER HATALARDIR. BS EN ISO 5817:2003

STANDARDININ B, C VE D KALITE SEVIYELERI BU

HATALARA MÜSAADE EDILMEZ.

8/2/2019 IIW No2.11


20.04.2009

50

•LAMELER YIRTILMA RISKI;

* KALINLIK YÖNÜNDEKI GERILMELERI AZALTACAKşEKILDE DIZAYN DEğIşIKLIğI YAPILARAK,

* DÜşÜK INKLÜZYONLU ÇELIK KULLANILARAK (S<% 0,007)

* DÖKÜM/DÖVME ÇELIK KULLANILARAK

* BAZI DURUMLARDA ÖN ISITMA UYGULAYARAK

AZALTILABILIR.

Katılaşma Çatlakları:Katılaşma Çatlakları:

• K Kaynak aynak ısısıısısı etkisi kaynak dikişinde ve/veya ITAB’da oluşan çatlaklardır.

• Kaynak dikişindeki çatlama kaynak metali katılaşması sırasında meydana

gelir (katılaşma çatlakları).(katılaşma çatlakları).

• Ana metalin yapısında ergime sıcaklığı düşük fazlar mevcutsa, kaynak ısısıetkisi ile bu fazlar ITAB’da çatlamaya neden olabilir (ergime çatlakları).(ergime çatlakları).

8/2/2019 IIW No2.11


20.04.2009

51

• KATILAşMA

SIRASINDA DENTRITIN

IÇ KISMI ILEDENTRITLER

ARASINDA BILEşIMFARKI MEVCUT ISE

DENTRITLER

ARASINDA ERGIME

SICAKLIğI DÜşÜK

FAZLAR OLUşUR.

KATILAşMANIN SON

AşAMASINDA DA

KATILAşMIşDENTRITLER

ARASINDA ERGIME

SICAKLIğI DÜşÜK SIVI

FAZLAR YER ALIR.KAYNAK, KATILAşMA

SIRASINDA

BÜZÜLÜRKEN OLUşAN

ÇEKME GERILMELERI

DENTRITLER

ARASINDA

ÇATLAMAYA NEDEN

• ÇOğUNLUKLA SICAK ÇATLAMA ÇELIKLERDE,

PASLANMAZ ÇELIKLERDE, NIKEL ALAşIMLARINDA

DÜşÜK ERGIME SICAKLIğINA SAHIP SIVI FILM

NEDENIYLE OLUşUR.

• ÇELIğIN MANGANEZ IÇERIğI ARTTIKÇA

SÜLFÜRLERIN ERGIME SICAKLIğI ARTAR VE SICAK

ÇATLAMA IHTIMALI AZALIR.

8/2/2019 IIW No2.11


20.04.2009

52

• % 0,1’DEN DAHA AZ

KARBON IÇEREN ÇELIKTEKATILAşMA δ-FE FAZINDA

OLURKEN, DAHA YÜKSEK

ORANDA KARBON IÇEREN

ÇELIKTE . δ-FE OLUşTUKTAN

SONRA 1500°C’DE PERLITIK

REAKSIYON GERÇEKLEşIR VE

GERI KALAN KAYNAK

METALI γ -FE OLARAK

KATILAşIR.

• KÜKÜRTÜN δ-FE’DE

ÇÖZÜNÜRLÜğÜ YÜKSEK γ -FE

‘DE ISE DÜşÜK

OLDUğUNDAN, FAZLA

KÜKÜRT TANE SINIRLARINA

DOğRU ITILIR VE TANE

SINIRLARININ

ZAYIFLAMASINA NEDEN

OLUR.

• FOSFOR DA BENZER ETKI

YAPAR

8/2/2019 IIW No2.11


20.04.2009

53

• MANGANEZ ILAVESI ILE

ÇELIKLERIN KATIşAMA SIRASINDA

ÇATLAMA RISKI AZALIR.

• KATILAşMA SIRASINDA ÇATLAMA

RISKINI AZALTMAK IÇIN KAYNAK

METALININ:

* KARBON, KÜKÜRT,FOSFOR

NIYOBYUM IÇERIğI DÜşÜK

OLMALI,

* MANGANEZ IÇERIğI MN/S

ORANI AYARLANARAK

BELIRLENMELIDIR.KAYNAK DIKIşININ PROFILI KONVEKS

YAPILARAK VE KAYNAğA ETKI EDEN

ÇEKME GERILMELERI AZALTILARAK

SICAK ÇATLAMA RISKI AZALTILABILIR.

Sıcak çatlama hassasiyet faktörü:Sıcak çatlama hassasiyet faktörü:

UCS = 230 %C* + 190 %S + 75 %P + 45 %Nb - 12.3 %Si - 5.4 %Mn - 1

C < % 0.08 ise C* = 0.08 alınır.

T köşe kaynağında UCS > 19 ise:Alın kaynağında UCS > 25 isesıcak çatlama ihtimali yüksektir.

8/2/2019 IIW No2.11


20.04.2009

54

Ostenitik paslanmaz çeliklerde sıcak çatlak oluşum riski; dolgu metali ve anametalin kimyasal bileşimi ostenitik matris içinde en az % 4 ferrit bulunacakşekilde ayarlanması ile azaltılabilir. Ferrit tane sınırlarına yerleşerek sıcakyırtılmayı engeller.

Ferritin daha yüksek olması çeliğin korozyon direncini olumsuz yönde etkiler

Kaynak metalinin S ve P mümkün olduğunca düşük olmalıdır.

Aluminyum alaşımlarında sıcak yırtılma mukavemetin veya sünekliğin düşükolması nedeniyle kaynak dikişinde veya ITAB’da görülebilir.

Dolgu metalinin ergime sıcaklığının ana metalin ergime sıcaklığına yakınveya biraz altında olması ITAB’ın çatlama eğilimini azaltır.

Kaynak metalinin soğuma sırasında oluşan artık gerilmelere karşı direncinin

yüksek olması çatlama riskini azaltır.

Kaynak metalindeki çatlama ana metalden daha yüksek alaşımlı dolgumetali kullanılarak azaltılabilir.

Al-Si ve Al-Mg alaşımlarının kaynak metalinin çatlama hassasiyeti kaynakmetalinde 0,5-2 Si veya Mg bulunması halinde yüksektir. Bu bileşimsınırlarının altında veya üstünde çatlama riski düşüktür.

8/2/2019 IIW No2.11


20.04.2009

55

SICAK YIRTILMA TESTLERSICAK YIRTILMA TESTLERSICAK YIRTILMA TESTLERSICAK YIRTILMA TESTLERSICAK YIRTILMA TESTLERSICAK YIRTILMA TESTLERSICAK YIRTILMA TESTLERSICAK YIRTILMA TESTLER• MUREX TESTI:MUREX TESTI:MUREX TESTI:MUREX TESTI:

KI ÇELIK PLAKA KAYNAK EDILDIKTEN SONRA, KAYNAK METALININ KATILAşMASI

SIRASINDA FARKLI HIZLARDA (DEFORMASYON MIKTARLARINDA)

DÖNDÜRÜLÜRLER. DÖNME HIZINA BAğLI OLARAK KAYNAK METALINDE OLUşAN

ÇATLAKLARA GÖRE PLAKANIN SICAK YIRTILMA EğILIMI DEğERLENDIRILIR.

• TTTT----BIRLEBIRLEBIRLEBIRLEşME TESTI:ME TESTI:ME TESTI:ME TESTI:

METALIN BELIRLI BIR ELEKTRODA KARşI ÇATLAMA RISKINI VEYA ELEKTRODUN

UYGUNLUğUNU DEğERLENDIRMEK AMACIYLA YAPILIR. FARKLI ELEKTRONLARIN

ÇATLAMA DIRENCINI KARşILAşTIRMAK AMACIYLA DA YAPILIR. TEST EDILECEK

MALZEME 30-50 MM GENIşLIğINDE VE 250 MM UZUNLUğUNDA PARÇALAR KESILIR.

PARÇALARIN ÖNCE BIR TARAFI SONRA HEMEN ARKA TARAFI KAYNAK

EDILIR.BUNUN SEBEBI ARKA TARAFTAKI KAYNAK DIKIşINI KATILAşMA SIRASINDA

ILK KAYNAK DIKIşININ SOğUMASI SIRASINDA OLUşAN BÜZÜLME ETKISI ILE

MEYDAN GELEN ÇEKME GERILMERINE MARUZ BIRAKMAKTIR. ÇATLAK OLUşMASI,

MALZEMENIN SICAK ÇATLAMA EğILIMI HAKKINDA FIKIR VERIR.

• VARESTRAINT TESTI:VARESTRAINT TESTI:VARESTRAINT TESTI:VARESTRAINT TESTI:

KAYNAK IşLEMI SIRASINDA NUMUNE EğME KUVVETI ETKISI ILE PLASTIK

DEFORMASYONA ZORLANIR. EğILME YARI ÇAPINA BAğLI OLARAK

DEFORMASYONUN ÇATLAMA ÜZERINDEKI ETKISI DEğERLENDIRILIR.

YENIDEN ISITMAYENIDEN ISITMAYENIDEN ISITMAYENIDEN ISITMAYENIDEN ISITMAYENIDEN ISITMAYENIDEN ISITMAYENIDEN ISITMA

ÇATLAKLARI:ÇATLAKLARI:ÇATLAKLARI:ÇATLAKLARI:ÇATLAKLARI:ÇATLAKLARI:ÇATLAKLARI:ÇATLAKLARI:• KAYNAK IşLEMI SONRASINDA YAPILAN

ISIL IşLEM (GERILME GIDERME TAVLAMASI)

VEYA SERVIS SIRASINDA YÜKSEK

SICAKLIKLARA (450-700°C) ISINMA

SONUCUNDA MEYDANA GELEN ÇATLAMA,

YENIDEN ISITMA ÇATLAMASI OLARAK

ISIMLENDIRILIR.• YENIDEN ISITMA ÇATLAKLARI

GENELLIKLE TANE SINIRLARI KARAKTERLI

OLUP, ITAB’NIN IRI TANELI YERINDE,

ERGIME SINIRININ BIR IKI TANE ÖTESINDE

GÖRÜLÜR. BAZEN KAYNAK METALINDE DE

OLUşABILIR.

8/2/2019 IIW No2.11


20.04.2009

56

Yeniden ısıtma çatlakalarının oluşumu; bileşime, mikroyapıya, kalıntıgerilmelerin mevcudiyetine ve sıcaklığa bağlıdır.

Bileşimde Cr, Cu, Mo,B,V,Nb ve Ti gibi elementler bulunan alaşımlı çeliklerinçatlama eğilimi yüksektir.

ki farklı kırılma morfolojisi sergileyebilir.i. Taneleri keserek kırılma:450i. Taneleri keserek kırılma:450--600600°°CC sıcaklıklara ısıtma ileortaya çıkar. Kırılmada gerilme konsantrasyonu, çatlaklar rol oynar.

ii. Tane sınırı boyunca kırılma:ii. Tane sınırı boyunca kırılma: 600°C’den yüksek sıcaklıklara ısıtmasonrasında ortaya çıkar. nklüzyon, karbür gibi ikinci faz partikülleri ile

matris arayüzeyinde boşluk oluşumu ile gelişir.

• DÜşÜK SÜNEKLIğE SAHIP MIKROYAPI (ÖR. BEYNIT)

YÜKSEK SICAKLIK GEVREKLIğINE DUYARLIDIR.

• RI TANELI MALZEMENIN ÇATLAMA RISKI INCE TANELI

MALZEMEDEN DAHA YÜKSEKTIR.

• YENIDEN ISITMA ÇATLAKLARI GENELLIKLE 50 MM’DEN

DAHA KALIN KESITLERDE ORTAYA ÇIKAR.

• ÇATLAMA GENELLIKLE ISITMA AşAMASINDA OLUR,

ISITMA HIZI ETKILI PARAMETRE DEğILDIR.

8/2/2019 IIW No2.11


20.04.2009

• MOLIBDEN, KROM-MOLIBDEN, MOLIBDEN- VANADYUM VEMOLIBDEN – BOR ÇELIKLERI ÖZELLIKLE % 0.1’DEN DAHA FAZLA

ORANDA VANADYUM IÇERDIKLERINDE YENIDEN ISITMA

ÇATLAMASI DUYARLILIğINI ARTIRIR. OSTENITIK KROM – NIKEL

ÇELIKLERI VE BAZI NIKEL ESASLI ALAşIMLARDA DA YENIDEN

ISITMA ÇATLAMASI GÖRÜLEBILIR..

• ÇOğUNLUKLA KALIN KESITLI HSLA ÇELIKLERDE KAYNAK

SONRASI ISIL IşLEM SIRASINDA ORTAYA ÇIKAR. ÇENTIK VE

HATALARIN MEVCUDIYETI ÇATLAMAYI TEşVIK EDER.

• CR, MO VE V IÇEREN ÇELIKLER ÇATLAMAYA ÇOK

DUYARLIDIR. ÇELIKLERIN YENIDEN ISITMA ÇATLAMASINA

DUYARLILIğI

P = CR + 3.3 MO + 8.1 VP = CR + 3.3 MO + 8.1 VP = CR + 3.3 MO + 8.1 VP = CR + 3.3 MO + 8.1 V –––– 2222

P = CR + CU + 2MO + 10V + 7NB +5TIP = CR + CU + 2MO + 10V + 7NB +5TIP = CR + CU + 2MO + 10V + 7NB +5TIP = CR + CU + 2MO + 10V + 7NB +5TI ----2222

BAğINTILARI ILE HESAPLANAN P DEğERININ SIFIR VEYA

SIFIRDAN BÜYÜK OLMASI HALINDE YÜKSEKTIR.

YENIDEN ISITMA ÇATLAMASININ ÖNÜNE GEÇEBILMEK

IÇIN;

• ISIL IşLEM DÜşÜK SICAKLIKTA YAPILDIKTAN SONRA

YÜKSEK SICAKLIğA ÇIKILMALIDIR,

• KAYNAK IşLEMINDEN SONRA TAşLAMA VEYA

PEENING YAPILMALIDIR,

• ITABTAKI IRI TANELERI INCELTMEK IÇIN IKIPASOLU KAYNAK YAPILMALIDIR,

• UYGUN MALZEME SEÇILMELIDIR. (P DEğERI DÜşÜK

VE VANADUM IÇERIğI %0,1’DEN AZ),

• KALINTI GERILEME EN AZ OLACAK şEKILDE DIZAYN

YAPILMALIDIR,

• YÜKSEK ÖN ISITMA SICAKLIğI VE MUKAVEMETI

DÜşÜK KAYNAK METALI SEÇILMELIDIR,

• KAYNAK SONRASI YAPILAN ISIL IşLEM SONRASINDA

TAHRIBATSIZ MUAYENE YAPILMALIDIR.

IIW No2.11

Documents

Transcript of IIW No2.11