Tozaltı Kaynağı Nedir?

Örtülü elektrotla yapılan elektrik ark kaynağında, erime gücünün ve kullanılan akım şiddetinin sınırlı olması kaynak hızını da sınırlamaktadır. Hızla gelişen sanayinin ihtiyaçlarına cevap verebilmek için araştırmacılar yeni kaynak usulleri ortaya çıkarmışlardır. Günümüz sanayisinde yüksek erime gücüne ve kaynak hızına sahip kaynak usullerinin başında tozaltı kaynağı gelmektedir. İlk defa 1933 yılında Amerika Birleşik Devletleri’nde kullanılmaya başlanılan tozaltında kaynak usulü, 1937′ den sonra Avrupa’da da tatbikat sahasına girmiştir.

Tozaltı Kaynağı Nedir?

Çeşitli sektörlerde kullanılan tozaltı kaynağı, başta silikat olmak üzere kireç, magnezit, oksit gibi elementlerden meydana gelen toz örtü altında yapılan kaynaklama işlemine denir. Bu kaynak usulünde, bir bobinden sağılan kaynak teli, bir motorun tahrik ettiği makaralar arasından ve bir memeden geçerek dikişe iletilir. Gerekli akımı memeden akan tel ile iş parçası arasında ark meydana gelir, ayrı bir kanaldan gelen ve silikat ve toprak alkali metalleri içeren özel bir toz ark bölgesini atmosferin etkilerinden korur. Kaynak teli ve iş parçası arasında meydana gelen arkın sıcaklığından tel ve esas metalin bir kısmı eriyerek istenilen birleşmeyi sağlarlar.

Tozaltı Kaynak Ünitesi

Toz Altı Kaynağının Özellikleri

Normal ark kaynağıyla kıyasladığında verimliliği çok daha yüksek olan toz altı kaynağı sayesinde saatte 10 kata kadar fazla metal eritilebilir. Isının çok daha derinlere etki etmesini sağlamasından ötürü çok daha yumuşak bir kaynak dikişi oluşturulmasında da kullanımı söz konusudur. Toz durumundan dolayı kaynak bölgesi devamlı temiz kalırken metal sıçrama durumları da önlenmektedir.

Sıvı metalde olabilecek safsızlık durumları da toz tabakanın koruma yapmasından dolayı engellenir. Tozaltı kaynağının sahip olduğu özellikleri ile yüksek kalitede dikiş meydana getirirken katılaşmış olan tozların çatlayarak dikişten kaldırılması sağlanır. Buna karşın diğer taraftan değerlendirildiğinde birçok olumsuz yönünün olduğu da söylenebilir. Takım çelikleri, dökme demirler ve alüminyum için çok uygun bir kaynak yöntemi olmaktan uzak olan tozaltı kaynağı bundan dolayı çok daha az kullanılmaktadır.

Özellikle tozun nemlenme ihtimalinin yüksek olması ve büyük çaplı ısı giriş durumlarından dolayı tozaltı kaynağı kullanımı bazı durumlarda tercih edilmemektedir. Buna rağmen kaynak bölgesinde özellikle koruyucu bir bölge oluşturması önemli kabul edilirken toz hunisinden bırakılan tozların cüruflara etkisi de vardır.

Toz Altı Kaynağı Kullanım Alanları

Sac ya da plaka halinde bulunan orta karbonlu alaşımlı çeliklerin kaynatılmasında kullanılmaktadır. Bakır alaşımların bazıları da tozaltı kaynağı kullanılarak değerlendirilebilir. Düşük karbonlu çeliklerin köşe bölümleri de kaynatılabilir. Buna karşın ifade edildiği gibi yüksek karbonlu olma özelliğine sahip çelik ve dökme demirler için kullanımı söz konusu olmamaktadır. Alüminyum ürünlerde de bu yöntem kullanımı pek mümkün değildir. Genellikle büyük hacimli parçaların kaynaklarında yaygındır.

Tank ya da gemi inşa süreçlerinde sıklıkla yararlanılan kaynak yöntemlerinin başında gelmektedir. Ayrıca büyük çaplı çelik borularda da kullanılmaktadır. LPG özellikli tüplerin imalatlarında ve spiral kaynaklı boruların yapımlarında da kullanımı görülmektedir. Çelik konstrüksiyon imalat işlemlerinde yararlanılan tozaltı kaynağı profil yapımlarında ve otomotiv sektöründe de yararlı olmaktadır.

İşlemler sırasında mutlaka gerekli tedbirlerin alınması hayati öneme sahiptir. Ergimiş kaynak bölgesinin büyük çoğunluğunu oluşturan elektrotun kimyasal kontrolü yapılması da gerekmektedir. Ergime gücü bir hayli yüksek olan büyük çaplı elektrotların aynı zamanda yüksek akım iletmesi bakımından da kullanımı olabilmektedir. Bu durumda derine işleme imkanı ise olumsuz etkilenmektedir. Kullanılan elektrot telleri, orta karbonlu çelik ya da alaşımlı olabilirken toz altı ekipmanları ise yarı otomatik ya da tam otomatik makinelerden oluşmaktadır. Kaynak tabancası el ile de kullanılabileceği gibi sabit olabilir.

• Basınçlı kap, kazan ve tank imalâtında,
• LPG tüpleri imalâtında,
• Spiral kaynaklı boru imalâtında,
• Çelik konstrüksiyon imalâtında,
• Profil (I, H, T) yapımında,
• Otomotiv ve lokomotif sanayinde,
• Gemi inşa sanayinde,
• Darbe ve aşınmaya dayanıklı sert dolgu işlemlerinde,
• Korozyona ve oksidasyona dayanıklı kaplama işlemlerinde kullanılır.

Tozaltı Kaynağının Avantajları

• Düz ve silindirik parçaların kaynağında kullanılır.
• Hatasız ve yüksek mekanik dayanımlı kaynak dikişleri verir.
• Sert yüzey dolgu kaynaklarında büyük avantaj sağlar.
• Düzgün ve çapaksız bir kaynak dikişi elde edilir.
• Yüksek kaynak hızı, kaynak parametreleri uygun seçildiğinde; hatasız ve güzel görünümlü kaynak dikişleri elde edilir.
• Kaynak arkı, kaynak tozu tarafından örtüldüğünden ark ışınlarından korunmak için maske kullanmaya gerek yoktur.
• Kaynak esnasında zararlı metal tozları ve duman çıkarmaz.
• Sıçrama kaybı yoktur.
• Koçan atmadan ileri gelen kaynak malzemesi zayiatı yoktur.
• Derine işleme kabiliyeti iyi olduğu için daha dar ve daha derin kaynak ağızlarında kaynak yapılabilir. Bu özellik, daha az işçilik ve daha az kaynak malzemesi kullanımı anlamına gelmektedir.
• Gerekli toz tutma önlemleri alındığında tek taraflı kaynakta kaynak ağzı açmadan 16 mm kalınlığa kadar, iki taraflı kaynakta ise 30 mm. kalınlığa kadar kaynak yapabilme imkânı sağlar.
• Kaynak tozu, kaynak dikişinin özelliklerini etkileyecek şekilde alaşımlandırılabilir. Böylece ucuz ve alaşımsız bir elektrotla alaşımlı bir toz kullanarak istenen özellikte daha ekonomik kaynak dikişleri elde edilebilir.
• Yarı otomatik, tam otomatik uygulamalara uygun olduğu gibi istenirse elle uygulama imkânı da vardır.
  Küçük bir değişiklikle gazaltı kaynağına dönüştürülebilir.

Tozaltı Kaynağın Dezavantajları

• Pahalı makine ve teçhizata ihtiyaç gösterir, dolayısıyla ilk yatırım masrafları yüksektir,
• İnce saclarının kaynağı için uygun bir usul değildir,
• Curuf kaynak dikişi üzerinden temizlenmelidir.
• Her metal ve alaşım için uygulanabilen bir yöntem değildir.
• Kısa boylu ve karışık şekilli dikişler için otomatik tozaltı makineler geliştirilmişse de bunlar tozaltı kaynak usulünün bütün avantajlarını bünyelerinde toplayamamaktadırlar. Karışık şekilli kaynak dikişini haiz fakat çok sayıda yapılması gereken parçalar için özel surette geliştirilmiş makineler kullanılabilir.
• Tozaltı kaynak usulü ile yatak pozisyonda iyi netice alınabilmektedir. Dik pozisyon için özel tertibatlar geliştirilmiş olmakla beraber, bu pozisyon için daha ziyade elektrocüruf kaynağı tercih edilmektedir. Tavan ve korniş pozisyonlarında kaynak yapmak bu usulle mümkün değildir.