O slideshow foi denunciado.
Seu SlideShare está sendo baixado. ×

elektrik ark.pptx

Anúncio
Anúncio
Anúncio
Anúncio
Anúncio
Anúncio
Anúncio
Anúncio
Anúncio
Anúncio
Anúncio
Anúncio
Carregando em…3
×

Confira estes a seguir

1 de 28 Anúncio

Mais Conteúdo rRelacionado

Mais recentes (20)

Anúncio

elektrik ark.pptx

  1. 1. ELEKTRİK ARK KAYNAĞI
  2. 2. 2 ELEKTRİK ARK KAYNAĞI Tarihçe:1885 yılında erimeyen karbon elektrot kullanarak parça ile elektrot arasında ilk kez ark teşekkül ettirilmiştir. İlave elektrot kullanılarak ark kaynağı yapılmıştır. Bu usul Benardos kaynak yöntemi olarak anılır. 1889 yılında Zerener arkı güçlendirmek için çift karbon elektrot kullanmıştır. 1890 yılında Yugoslav Slavianoff hem ark teşekkül ettiren hem de eriyen elektrot kullanarak bugünkü ark kaynağının temelini atmış oldu.
  3. 3. 3 Ark Kaynağında Ark Gücü Güç, enerjinin bir şekilden diğerine dönüşme hızıdır. Bir kaynak arkı göz önüne alındığında elektrik enerjisinin hemen hepsi ısıya dönüştürülür. Bu ısının sadece küçük bir oranı arkın yaydığı mor ötesi radyasyonu ve parlak ışığı üretmek için kullanılır. Akım ve gerilim kolay- lıkla ölçülebildiğinden güç girdisi Watt olarak saptanabilir. Ark Güç Girdisi(Watt) = Ark Gerilimi (V) x Ark Akımı (A) Örneğin; 150A ve 25 V çalışma değerlerine sahip elle yapılan ark kaynağında; 25V x 150A= 3750Watt = 3,75 kW Bu hem doğru hemde alternatif akım için geçerlidir Güç ile enerji arasındaki ilişki 1 Watt = 1 Joule/s olduğundan yukarıdaki örnekte ark‟a enerji girdisi 3750 J/s veya 3,75 kJ/s dir. Ancak bunun ark‟a verilen enerji girdisi olduğu bilinmelidir. Diğer bir deyişle bu bize kaynakçının arkı kullandığı sürece ısının 3,75 kJ/s hızda üretilmekte olduğunu söyler. Eğer ark sabit tutulsaydı bu, kaynağa tek bir noktadan verilen ısı girdisi olurdu. Ancak kaynakçı(ark) bağlantı çizgisi boyunca hareket eder. Isı bu nedenle dağılır ve herhangi bir noktadaki ısı girdisi kaynak hızına(arkın hareket hızına) bağlı olarak değişir. Ark‟a sağlanan enerji ve kaynak hızı bilindiğinde ısı girdisini hesaplamak ve bu değeri kaynak pasosunun birim uzunluğu başına düşen ısı miktarı(joule/mm) olarak ifade etmek mümkündür.
  4. 4. 4 Ark Kaynağında Ark Gücü Bir kaynakçının 1,6 mm bir paslanmaz çelik sac TIG yöntemi kullanılarak alın kaynağı yaptığını farz edelim. Akım 60 A civarında olurdu ve 2 mm uzunluğunda ark gerilimi argon koruyucu gaz ile 14 V olurdu. Kaynak hızı, kaynak edilen gerçek elemana bağlı olmakla birlikte çok kullanılan bir değer olan 120 mm/dak olarak alınsın. Ark Gücü= 60 A x 14 V = 840 Watt = 840 J/s 1 dakikada kat edilen mesafe 120 mm, 1 saniyede 120/60=2 mm olur. Bu nedenle ısı girdisi 2 mm için 840 J/s ise, 1 mm için 420 J/mm dir. Akım (A) x Gerilim V x 60 Isı girdisi (J/mm) = Kaynak hızı (mm/dak) Buna göre, ark kaynağı ısı girdisini etkileyen temel faktörler: Ark akımı, ark gerilimi, kaynak hızı
  5. 5. 5 ARK SÜTUNUNDAKİ SICAKLIK DEĞİŞİMİ • Oluşan arkın gücü belli bir elektrod türü için akım şiddeti ile doğru orantılı artar buda bize kaynakta erime gücünün arkın şiddeti ile orantılı olduğunu gösterir. • Elektrik ark kaynağında genellikle elektrod negatif (katod), iş parçası pozitif (anot) kutbu oluşturur. • Bu durumda elektrodun erimesi ve ark sütunu boyunca damlacıklar halinde hareket ederek iş parçasına geçmesi katodik leke tarafından üretilen ısı ile, iş parçasının ısınması ise anodik krater tarafından sağlanır. Şekil 1. Ark akımının (a) giriş gücü, anoda ısı transferi ve ısı değişim verimliliği, (b) kaynak penetrasyonunun kesit alanı üzerindeki etkisi.
  6. 6. 6 ARK OLUŞUMU Elektrik arkı gerilimin etkisiyle kızgın olan katottan (elektrod, -) çıkan elektronların büyük bir hızla anodu (ana malzeme, +) bombardıman etmesiyle oluşur. Elektrot malzemeye dokunduğunda kısa devre oluşur. Bu kısa devre, boşta çalışma geriliminden kısa devre akımına ulaşması şeklinde yansır. Temas noktasında, yüksek akım yoğunluğu nedeni ile açığa çıkan ısı, metalin kaynama sıcaklığına kadar kızmasına ve katoddan elektron yayılmasına neden olur. Sıcaklık artışı ve katottan anoda elektron bombardımanı başlar. Akım artar. Bu sırada nötr moleküller de parçalanarak iyon haline gelir. Sıcaklığın ve akımın artış sebebi bu yüzdendir. Sıcaklık 3600-4000 C‟ ye kadar yükselir. (+) yüklü iyonların hızı 1m/sn iken (-) yüklü iyonların hızı 100 m/sn dir. Plazmanın en sıcak bölümü merkezi sütun olup burada hareket en şiddetli durumdadır. Düzgün bir kaynak yapılabilmesi için ark geriliminin sabit tutulması gerekir. Dolayısıyla akım şiddeti sabit kalır. Ark geriliminin sabit kalması arkın kararlılığı olarak adlandırılır.
  7. 7. 7 ARK SÜTUNUNDAKİ SICAKLIK DEĞİŞİMİ Çalışma esnasında etrafa yayılan ve kaynak işlemi için kullanılan ısı ile ark hüzmesi tarafından üretilen ısı denge halindedir. Tablo 1. Çeşitli tür örtülü elektronların ark sütunlarındaki ortalama sıcaklık. Şekil 2. Arkın simüle edilmiş sıcaklık dağılımı.
  8. 8. 8 ARKTAN ÇEVREYE YAYINAN IŞINLAR • Parlak ışık veya görünür ışık, elektromanyetik spektrumun insan gözü tarafındann algılanabilen kısmı içindeki elektromanyetik radyasyon. • Parlak ışık gözleri kamaştırır retina ve göz sinirlerinin yorulmasına neden olur. Bu bakımdan maske camları ile korunma sağlanmalıdır. • Arktan yayılan ışınların en tehlikelisi, insan gözünün görme alanı dışında olan ultraviyole ve enfraruj ışınlarıdır. %10 %30 %60 Arktan Çevreye Yayılan Işınlar Ultraviyole Parlak Enfraruj Şekil 3. Görünür ışığın elektromanyetik tayftaki yeri Soru-109:
  9. 9. 9 ARKTAN ÇEVREYE YAYINAN IŞINLAR • Derinin korunmamış bölgelerinde yanıklar ve tahrişler oluşturur fakat en tehlikeli etkileri ise gözleredir. • Gözün ultraviyole ışınlarına maruz kaldığı durumlarda gözler asit borikli solüsyonlar ile yıkanarak tedavi edilebilir. • Enfraruj ışınları gözler için en tehlikeli olan ışınlarıdır. Göz irisinin, merceğinin, ve retinasının tahribine yol açar bu konuda en sık karşılaşılan rahatsızlık göz merceğinin saydamlığını kaybetmesi olan kataraktır. Bu ışınlara aşırı maruz kalma körlüğe neden olabilir. Şekil 4. Ark kaynağında ışık ve ısı radyasyonu.
  10. 10. 10 ARK ÜFLEMESİ • Kaynakta ark üfleme veya ark dolaşması, arkın istenen yoldan uzağa zorla yönlendirilmesidir. • Ark etrafındaki asimetrik manyetik veya termal kuvvetler, ark darbesinin başlıca nedenleridir. • Ark üflemesi yalnızca doğru akımla yapılan kaynakta ortaya çıkar. • Manyetik alan ferromanyetik malzemelerde çok kuvvetli oluştuğundan özellikle çeliğin kaynağında ark üflemesi daha fazla kendini gösterir. Şekil 5. Elektrodun ve iş parçasının etrafında oluşan manyetik alan. Ark Ark Üfleme yönü Manyetik Akı Yönü İş Parçası Bağlantısı
  11. 11. 11 ARK ÜFLEMESİNİN ZARARLARI Ark üflemesi arkın şeklini ve stabilitesini bozarak yanma çentikleri, kararsız nüfuziyet, kıvrık tırtıllar, düzgün olmayan genişlikte dikişler, gözenekler, dalgalı tırtıllar ve aşırı püskürtme gibi kusurlara sebep olur. Şekil 6. Manyetik ark üflemesi
  12. 12. 12 ARK ÜFLEMESİNİN TÜRLERİ Şekil 7. 1) İleri ark üflemesi, bağlantının başlangıç kenarından, çalışma kelepçesinden veya başka herhangi bir manyetik alandan kaynak yaparken meydana gelir. Bu tip, erimiş cürufu yay altına sürükleyerek kusurları kötüleştirir. Şekil 8. 2) Geriye doğru ark üflemesi, bağlantının ucuna, çalışma kelepçesine veya eşit olmayan kalınlığa sahip kaynak iş parçalarına doğru kaynak yaparken meydana gelir. Şekil 9. 3) Manyetik hatların kaynak yönünün bir tarafında yoğunlaştığı, böylece arkın karşı tarafta saptığı yana doğru ark üflemesi. Çoğu zaman, ark, bağlantıya açılı olarak ayarlandığında çalışma kelepçesinden uzaklaşır. 4) Döner ark üflemesi, yüksek amperli veya uzun ark uzunluğunda kaynak yaparken meydana gelerek asimetrik manyetik alanlar arkı kendi etrafında dönmeye zorlar.
  13. 13. 13 TERMAL ARK ÜFLEMESİ • Termal ark üflemesi, arkın en sıcak alana doğru bükülmeyi tercih etmesinden kaynaklanan kaynak arkının istenmeyen sapmasıdır. • Isı, arkın izlemesi için daha kolay bir yol sunar. Elektrotun zayıf kullanımından, ısıyı eklemden uzağa yönlendirebilirsiniz. Sonuç olarak, yay sıcağa doğru ve soğuk derzden uzağa akacaktır. • Termal ark darbesi daha az karmaşıktır ve bu kadar ciddi kusurlara neden olmaz. Yönlerine bağlı olarak manyetik ark darbesiyle birlikte veya ona karşı hareket edebilir. • İş parçasının düz olmayan bir yüzeyi, düzensiz bileşimi, kirli lekeleri, çatlakları varsa veya kaynak hızı çok yüksekse termal ark üfleme artar.
  14. 14. Paralel iki iletkendeki akım yönü: Yanyana paralel duran iki iletkenden akım geçtiği zaman, akım yönü aynı olursa oluşan kuvvet alanları birleşir; akım yönü ters olursa ayrılır. Akım geçen bir iletkenin eğimi: Akım geçen bir iletkenin eğik olması halinde, kuvvet hatları arkın yönünü değiştirir. Parçadaki akım yönü: kaynak makinasının pozitif kutbunun parçaya bağlandığı yerin pozisyonu arkın sapma yönünü belirler. Manyetik iletkenlerin etkisi: Demir, manyetik kuvvet çizgilerini havadan çok daha iyi iletir. Birden fazla kaynakçının parça üzerinde çalışması: Birden fazla kaynakçının aynı parça üzerinde birbirlerine yakın çalıştığında arklar birbirlerine doğru yönelir. Hava akımının etkisi: arkın sıcaklığı ile ısınan hava yukarıya doğru çıkar ve bunun yerini aşağıdan gelen soğuk hava alır. 14 ARK ÜFLEMESİNE ETKİ EDEN FAKTÖRLER
  15. 15. 15 ARK ÜFLEMESİNİ ÖNLEME YOLLARI Ark üflemesi hatasız kaynak yapma olasılığını kısıtlar. Kaynakçı cürufun akışına hakim olamaz ve sonuçta cüruf kalıntısı içeren yetersiz bir birleşme,hatalı dikiş formu, nüfuziyeti az bağlantılar elde edilir. Kaynak sırasında bir takım önlemler yardımı ile arkın üflemesi önlenebilir. Bu önlemler şunlardır: ELEKTRODA UYGUN BİR EĞİMİN VERİLMESİ Ark üflemesinin zararsız bir hale gelmesi için başvurulacak ilk önlem elektroda uygun bir eğim vermektir. Böylece, manyetik kuvvet çizgilerinin etkisiyle arka istenen yönde verilebilmektir Şekil 11. Elektroda verilecek eğim Şekil 10. Elektroda uygun meyil verilmesi
  16. 16. 16 ARK ÜFLEMESİNİ ÖNLEME YOLLARI İLK PASONUN ADIM YÖNTEMİYLE KAYNAK YAPILMASI Arkın belirli bölgelerde ve bilinen yönlerde üflenmesinden yararlanarak, ilk paso; belli bir sıra ile, adım adım kaynak yapılır. 1.Paso 2.Paso 1 2 3 4 5 3 2 1 4 5 6 Kısa Kaynak Dikişlerinde Uzun Kaynak Dikişlerinde 1.Paso 2.Paso Şekil 12. Kaynak dikişlerinde adım yönteminin uygulanması
  17. 17. ARK ÜFLEMESİNİ ÖNLEME YOLLARI Şekil 13. Bir alın birleştirmesinin adım yöntemi ile kaynatılmasında arkın üfleme yönleri a) b) c) e) a) f) 2 1 1 1 1 2 1
  18. 18. 18 ARK ÜFLEMESİNİ ÖNLEME YOLLARI Şekil 13`de bir (V) alın dikişinin adım yöntemi ile kaynağında, arkın üfleme yönleri görülmektedir. a) Yeni dikişin kenarında ark parçaya doğru üflenir. b) Bu şekilde kaynak yapıldıktan sonra, üfleme ters yöne dönüşür. [c) ve d)] Burada kaynak yapılmayan iki parça arasındaki hava aralığının, manyetik kuvvet alanı üzerine etkisi, parçanın başlangıç ve sonuç noktalarındaki etkinin aynıdır. İki parça arasındaki arasındaki aralık büyüdükçe, manyetik alan kuvvetleneceğinden arkın üfleme şiddeti artar; dolayısı ile ilk adım çekildikten sonra, ikinci adım ve daha sonrada diğer adımlar çekilir. e) Her adımın uzunluğu yaklaşık 100 mm olmalıdır. f) Adımın boyu daha da uzun olursa kuvvet hatlarının etkisi ile arkın üfleme yönü uygun bir biçime dönüştürülebilir.
  19. 19. 19 ARK ÜFLEMESİNİ ÖNLEME YOLLARI Yeri Değişebilen Bir Kutup Bağlantısının Kullanılması Kaynak yaparken, yeri değişebilen bir kutup bağlantısı kullanılması ile, ark üflemesi uygun bir hale dönüşebilir. Bunun için de parçaya bağlanan kablo daima yeri kolayca değişebilecek bir düzende bağlanır. Böylece pozitif kutup istenen noktaya getirilerek kuvvet çizgilerinin kontrol altında tutulması ile ark üflemesinin yönüne etkide bulunmak mümkün olur Şekil 14. Kaynak yaparken yeri değişebilen bir kutup bağlantısının kullanılması.
  20. 20. 20 ARK ÜFLEMESİNİ ÖNLEME YOLLARI Kaynak dikişinin puntalanması Kaynak yapılan parçalar çeşitli yerlerinden puntalarla uygun bir biçimde bağlandığında hava aralığı küçüleceğinden, ark üflemesi de azalır. Ancak bu puntalama belirli bir sıralama ile düzgün yapılmalıdır. Şekil 15. Bir (V) dikişinin puntalanması Şekil 16. Hatalı ve doğru puntalama
  21. 21. 21 ARK ÜFLEMESİNİ ÖNLEME YOLLARI Kısa Ark Boyu ile Yapılması: Uygulamada uzun ark boyu ile çalışıldığında, ark üflemesinin, kısa ark boyuna oranla, daha kuvvetli olduğu görülmüştür. Alternatif Akım Kullanılması: Alternatif akımda kaynak yaparken, ark üflemesi doğru akıma oranla çok daha az bir şiddetle, uygulamada Hissedilemeyecek bir derece ortaya çıkar. Bir Manyetik Üfleme Donanımı Kullanılması: Bir manyetik üfleme donanımı ile arkın stabilize edilmesi olasılığı vardır. Örneğin; karbon elektrodlarla yapılan kaynakta, manyetik bir üfleme donanımı kaynak pensesine takılarak ark üflemesi ortadan kaldırılmaktadır. İnce Çaplı Elektrodlarla Kaynak Yapmak: İnce çaplı elektrodlarla yapılan kaynakta, ark boyunun kısa ve cürufun az olmasından dolayı kalın çaplı elektrodlara oranla ark daha hafif üflenir.
  22. 22. 22 ARK ÜFLEMESİNİ ÖNLEME YOLLARI İLAVE DEMİR KÜTLELER KULLANILMASI: Önceden belirtilmiş olduğu gibi manyetik kütleler arkı kendi yönlerine çekmektedir. Örneğin; kaynak yapılan bir yerin uç kısmında ark, parçanın orta kısmına doğru üflenmektedir. Bu şekilde kaynak yaparken üfleme yönünün ters tarafına iri demir kütleleri koyarak ark üflemesi kontrol altına alınabilmektedir. Şekil 17. İlave demir kütlelerin kullanılması
  23. 23. 23 ARKIN KARAKTERİSTİĞİ Ark boyu artarsa gerilim de artar. Mesela, la= 0,5 cm iken la = 1 cm olursa, uçlar arasındaki V gerilimi 30 V`dan 49`a çıkar. Ve bu da kaynak dikişinin kalitesine tesir eder. Şekil 18-1. a, b ve c ark boyları için V ile l`nin ölçülmesini şematik olarak gösterilişi Şekil 18-2. V = f(I) fonksiyonu (Şekil x.1`deki a, b ve c ark boyları için) • Bir arkın karakteristiği V = f (I) fonksiyonudur. Yani gerilim ile akım şiddeti arasındaki bağıntıdır. Buradaki parametre ark boyudur. Ark boyu arttıkça karakteristiğin orjinden uzaklığı artar.
  24. 24. DOĞRU AKIMDA ARKIN KARARLILIĞINA ETKİ EDEN FAKTÖRLER Metalsel bir arkın sabit gerilim altında çalışma kararlılığını sağlamak için yeterli miktarda direnç seri olarak bağlanmakta ve çok defa bu dirence, akımın hızlı değişmelerine karşı koyacak bir self ilave etmek gerekmektedir. Kaynak edilecek parçaların üzerleri çoğunlukla yağ, pas ve boya gibi yabancı maddelerle örtülü olduğundan; arkın kolayca teşkili bakımından başlangıçta, çalışmadakinden daha yüksek bir gerilim tatbik etmek gerekmektedir. Doğru akım ark teşkil etmek için, 40 ila 70 volt arasında bir gerilim uygulanmaktadır. 24
  25. 25. 25 DOĞRU AKIMDA ARKIN KARARLILIĞINA ETKİ EDEN FAKTÖRLER a) Metallerin iyonlaşma gerilimleri b) Metallerin termo-iyonik kabiliyetleri c) Metallerin ısı geçirgenliği • Metallerin iyonlaşma gerilimleri ve termo-iyonik kabiliyetleri ne kadar düşükse ark o oranda kararlıdır. • Metalin ısı geçirgenliği arttıkça katodik yayınma azalmakta ve bu sebepten arkın kararsızlığı artmaktadır. • Mesela bakır pirinç ve alüminyum bronzlarında arkın teşkili zordur. Böyle durumlarda arkın tutuşmasını ve kararlılığını sağlamak için, elektrodun örtüsüne uygun maddelerin katılması gerekir. Böylece iyonlaşma gerilimi, termo-iyonik kabiliyet ve ısı geçirgenliği arzu edilen değerde tutulmuş olur. Aynı zamanda ark uzunluğuda sabit tutulmalıdır.
  26. 26. Şekil 19`da görülen ve alternatif akım arkında gerilim ile akım şiddeti arasındaki değişimi veren diyağram, alternatif akım arkının dinamik karakteristiğini belirtir. Pozitif yönde ortaya çıkan tepe noktası, arkın kararsızlığını gösterir. Arkın kararlılığı arttıkça, tepe noktası ortadan kaybolur. Tepe noktasının ortaya çıkmasına aşağıdaki faktörler tesir eder. 26 ALTERNATİF AKIMDA ARKIN KARARLILIĞI a) Akımın frekansı b) Arkın boyu c) Devrede bir selfin bulunması d) Elektrot örtüsünün cinsi e) Elektrodun cinsi f) Arkı çevreleyen ortamın cinsi
  27. 27. Akımın frekansı ve ark boyunun artması, devrede bir selfin bulunması, elektrot örtüsünde oksitler ve karbonatlar gibi katkıların bulunması arkın kararlılığını arttırmaktadır. 27 ALTERNATİF AKIMDA ARKIN KARARLILIĞI (soru-115) Şekil 19. Alternatif akım arkının karakteristiği
  28. 28. Danyel ODACI

×