Alüminyum Kaynaklarında Neden Gözeneklilik Oluşur?

Gözeneklilik, alüminyum ve alüminyum alaşımlı kaynaklarda en sık görülen kusurlardan biridir. Bu kusurun başlıca nedeni hidrojen gazıdır. Hidrojen, atmosferdeki nemden, koruyucu gazdan, oksit tabakasından, dolgu telinden veya iş parçası yüzeyinden ark içine girebilir ve kaynak havuzu katılaşırken içinde hapsolabilir.

Hidrojen Neden Hapsolur?

Alüminyumdaki hidrojenin çözünürlüğü, sıvı alüminyumda yaklaşık 0,69 mL/100 g iken katı alüminyumda 0,036 mL/100 g’a düşer; bu, yaklaşık yirmi katlık bir azalmadır.

Saf alüminyum, Al-Mg alaşımlarına kıyasla hidrojen gözenekliliğine karşı daha duyarlıdır; çünkü kritik hidrojen kısmi basıncı, p_H2, daha düşüktür. Dolayısıyla, saf alüminyumda gözenekler oluşturan bir gaz içeriği, bir Al-Mg kaynağında gözenek oluşum eşiğinin altında kalabilir.

Hidrojen Nereden Geliyor?

• Ortam ve koruma gazı: Su buharı, ark içinde ayrışarak hidrojen sağlayabilir.
• Oksit filmler: Alüminyum oksit nemi kolayca emer. Al-Mg alaşımları üzerindeki gevşek oksit ise daha da fazla su tutabilir.
• Tel ve iş parçası kirliliği: Yağ, kir ve korozyon ürünleri, kullanılabilir hidrojen miktarını artırır.

MIG kaynağı ve TIG kaynağı, ark ve damlacık aktarımı koşullarının farklı olması nedeniyle hidrojeni farklı şekillerde emer. TIG kök kaynağında, kök bölgesinde kalan oksit birikintileri yoğun gözeneklere neden olabilir. Gözenek dağılımı ve oksit rengindeki değişiklikler, bu sorunun nedenini belirlemeye yardımcı olabilir. Yüzeyin hemen altındaki gözenekler, daha sonra kabarcıklar olarak ortaya çıkabilir.

Kabarcıklar Neden Kaçamaz?

Alüminyum kaynak metali, karbonlu çelik kaynak metaline kıyasla yaklaşık dört ila yedi kat daha hızlı soğur. Alüminyumun yoğunluğu daha düşük olması kabarcıkların yüzeye çıkmasına yardımcı olsa da, hızlı katılaşma bu kabarcıkların kaçabilmesi için mevcut süreyi kısaltır. Dolayısıyla, geç aşamada oluşan hidrojen kabarcıkları kaynak içinde hapsolur.

Alüminyum Kaynak Gözenekliliğini Önleme Yöntemleri

1. İş parçasını, dolgu telini ve koruma sistemini kuru tutun. Kaynak, nem içeriği 0,08%’nin altında olan argon kullanılmasını önermektedir.
2. Kaynak yapmadan hemen önce oksit, yağ ve diğer kirleri temizleyin. 1,8 mm kalınlığındaki LF3 sacın manuel TIG kaynağı için kaynak kılavuzu, 20 mm genişliğinde bir alanı kazımayı ve ters V şeklinde kök hazırlığı yapılmasını önermektedir.
3. Gazın dışarı çıkmasını sağlayan parametreleri seçin. TIG kaynağında genellikle daha yüksek akım, daha hızlı ilerleme hızı ve daha düşük toplam ısı girişi tercih edilir. MIG kaynağında ise erime havuzunun ömrünü uzatmak için daha yavaş ilerleme hızı ve daha yüksek ısı girişi gerekebilir.
4. Gerektiğinde, özellikle kalın veya ısı iletkenliği yüksek iş parçalarında uygun ön ısıtma uygulayın.

Etkili gözeneklilik kontrolü bir sistemdir: kuru sarf malzemeleri, temiz yüzeyler, istikrarlı koruma ve hidrojenin havuzdan çıkması için yeterli süre tanıyan bir termal döngü.