Ark Kaynağı

Ark kaynağı (AW), metallerin birleşmesinin, bir elektrot ile iş parçası arasındaki elektrik arkı ısısı ile sağlandığı bir füzyon kaynağı işlemidir. Aynı temel süreç, ark kesme işlemlerinde de kullanılır. Elektrik arkı, bir devredeki boşluk üzerinden akan elektrik akımının deşarjıdır. Bu, akımın geçtiği ve termal olarak iyonize olmuş bir gaz kolonunun (plazma olarak adlandırılır) varlığı ile sürdürülür.

Ark kaynağı işleminde arkı başlatmak için, elektrot iş parçasına temas ettirilir ve sonra kısa bir mesafe ile hızlıca ayrılır. Bu şekilde oluşan elektrik enerjisi, örneğin 5500°C veya daha yüksek sıcaklıklar üretir, bu da her tür metalin erimesi için yeterince sıcaktır. Çoğu ark kaynağı işleminde dolgu metali eklenir ve kaynatılacak parçalar arasına veya üzerine ergitilir.

Elektrotlar

Ark kaynağı işlemlerinde kullanılan elektrotlar, tüketilebilir (consumable) veya tüketilemez (non-consumable) olarak sınıflandırılır. Tüketilebilir elektrotlar, ark kaynağında dolgu metalinin kaynağını sağlar. Bu elektrotlar, iki ana biçimde mevcuttur: çubuklar veya tel. Kaynak çubukları ise tipik olarak 225 ile 450 mm arasında uzunluğa ve 2,5 ile 5 mm arasında bir çapa sahiptir. Tüketilemez elektrotlar ise arkın erimesine karşı direnç gösteren tungsten (ve nadiren karbon) malzemesinden yapılır.

Ark Kaynağı Genel Bilgiler

Ark Koruması

Ark kaynağındaki yüksek sıcaklıklarda, birleştirilen metaller hava içindeki oksijen, azot ve hidrojenle kimyasal olarak reaksiyona girer. Bu reaksiyonlar, kaynak sürecinin (birleştirme işleminin) mekanik özelliklerini ciddi şekilde bozabilir. Bu nedenle, neredeyse tüm ark kaynağı işlemlerinde, arkın çevredeki havadan korunması için bir yöntem sağlanır. Bu yöntemler aşağıda madde olarak verilmiştir.

• Elektrot ucunun, arkın ve erimiş kaynak havuzunun, kaynak metalinin havaya maruz kalmasını engelleyen akı (flux) tabakası ile kaplanarak korunması sağlanır.
• Yaygın koruyucu gazlar ile sağlanır, gazlar olarak inaktif olan argon ve helyum bulunur. Demirli metallerin bazı ark kaynağı işlemleriyle kaynağında, oksijen ve karbondioksit kullanılır; genellikle Ar ve / veya He ile kombinasyon halinde, oksitleyici bir atmosfer oluşturmak veya kaynak şekli kontrol etmek için kullanılır.

Akı (Flux) Uygulaması

Akı (Flux), oksitlerin ve diğer istenmeyen kirleticilerin oluşumunu önlemek veya bunları çözerek temizlenmesini sağlamak için kullanılan bir maddedir. Kaynak sırasında akı erir ve sıvı cüruf halini alır, işlem bölgesini kaplar ve erimiş kaynak metalini korur. Cüruf, soğuduktan sonra sertleşir ve daha sonra kazıma veya fırçalama ile uzaklaştırılması gerekir.

Akı genellikle birkaç ek işlevi yerine getirecek şekilde formüle edilir:

1. Kaynağı koruyucu bir atmosferle sağlamak,
2. Arkı stabilize etmek,
3. Sıçramaları azaltmak.

Endüstride Yaygın Olarak Uygulanan Ark Yöntemleri

1. Örtülü Elektrot Ark Kaynağı (SMAW – MMA)
2. Metal İnert Gaz Kaynağı (GMAW - MİG)
3. Metal İnert Atif Gaz Kaynağı (GMAW - MAG)
4. Flux-Tel Ark Kaynağı (FCAW)
5. Tozaltı Ark Kaynağı (SAW)
6. Tel Kaynağı/Gaz Metal Ark Kaynağı (GMAW-MIG/MAG)

Genel Ark Kaynağının Avantajları

• Geniş malzeme uyumluluğu: Karbon çelik, alaşımlı çelik, paslanmaz çelik, nikel alaşımları, titanyum vb.
• Yüksek ısı girdisi ile derin nüfuziyet
• Birçok proses taşınabilir
• Otomasyona çok uygun
• Yüksek depozit hızı ve oranı
• Farklı pozisyonlarda kaynak

Ark Kaynağının Dezavantajları

• Yüksek ısı girdisi, çarpılma (distortion) ve gerilme oluşturabilir.
• Kaynakçı becerisine bağımlılık
• Koruyucu gazlı proseslerde rüzgârdan etkilenme (GMAW, GTAW).
• Duman ve UV ışınımı, güvenlik riskleri.
• Bazı yöntemlerde düşük hız ve verim (TIG).