Alüminyum Alaşımlarının Kaynak İçin Hazırlanması

Kaynak öncesi temizlik, alüminyum ve alüminyum alaşımı kaynaklarının kalitesi açısından hayati önem taşır. Alüminyum kolayca oksitlenir ve nemi emen yoğun, sert bir oksit tabakası oluşturur. Bu tabaka, düzgün erimeyi engeller ve gözeneklilik ile kalıntı oluşumuna neden olur. Yağ, pas, kireç ve diğer kirler de gözeneklere neden olabilir. Bu nedenle, oksit ve yağı gidermek için tel ve birleşme yeri iyice temizlenmelidir. Kullanılan üç temel yöntem yağdan arındırma, kimyasal temizleme ve mekanik temizlemedir.

1. Yağdan arındırma

Dolgu teli ve kaynak bölgesindeki yağı benzin, alkol, aseton, etil asetat, karbon tetraklorür veya başka bir uygun çözücü ile silin. Yiv ile her iki tarafta 30–50 mm genişliğinde bir şeridi temizleyin.

2. Kimyasal Temizlik

Asidik ve alkali çözeltiler, yağ, kir, pas, kireç ve oksit ile reaksiyona girerek çözünür ürünler oluşturur ve iş parçası ile tel üzerinde metalik bir yüzeyi ortaya çıkarır.

Tam kimyasal temizlik için:

1. İş parçasını ve teli, 40–60 °C sıcaklıktaki 8%–10% NaOH çözeltisinde 10–15 dakika boyunca aşındırın.
2. Soğuk suyla yaklaşık 2 dakika boyunca durulayın.
3. Hacimce 30% oranında seyreltilmiş nitrik asit çözeltisiyle nötralize edin. Sarı veya siyah lekeler kalmamalıdır.
4. 50–60 °C sıcaklıktaki suda 2–3 dakika durulayın ve sert kıllı bir fırça ile ovun.
5. 100–150 °C sıcaklıktaki bir fırında yaklaşık 30 dakika kurutun.

İş parçası tamamen daldırılmayacak kadar büyükse, filmi yerel olarak çıkarın:

1. Oksiasetilen aleviyle oluğu ve her iki yanındaki 30–50 mm genişliğindeki şeridi 80–100 °C’ye ısıtın.
2. Bu bölgeleri 10%–15% NaOH çözeltisiyle silin. Beyazlaşmaya başladıklarında, 30% seyreltik nitrik asit çözeltisiyle nötralize edin.
3. Soğuk suyla iyice durulayın.
4. İş parçasını havada kurutun.

Ne sıcaklık ne de çözelti konsantrasyonu aşırı olmamalıdır. Aşırı şiddetli bir reaksiyon, kaynak işlemini olumsuz etkileyen beyaz bir tabaka oluşturur. Yerel çukurlaşma ve hizmet ömrünün kısalmasını önlemek için kalan çözelti iyice durulanmalıdır. Dolgu teli üretimindeki gelişmeler sayesinde, modern tellerin kimyasal olarak temizlenmesi genellikle artık gerekli değildir.

3. Mekanik Temizlik

Mekanik yöntemler, oksit tabakalarını, korozyon ürünlerini ve hadde kabuğunu giderir. Bu yöntemler genellikle büyük iş parçaları, uzun üretim döngüleri, çok katmanlı kaynaklar veya kimyasal temizlik sonrasında yeniden oluşan kirlenmelerde kullanılır.

Öncelikle benzin, alkol, aseton veya başka bir organik çözücü ile yağdan arındırın. Ardından paslanmaz çelik tel fırça veya kazıyıcı kullanarak, oluğun her iki yanındaki 50 mm’lik alanda oksidi metalik parlaklık ortaya çıkana kadar temizleyin. Zımpara kağıdı veya taşlama diski kullanmayın: yumuşak alüminyum, daha sonra kaynak kusurlarına neden olacak aşındırıcı parçacıkları hapsedebilir. Mekanik temizlemeden sonra, kalıntı oksit, yağ ve diğer kirleri gidermek için uç yüzeyini ve kaynak alanının her iki tarafını aseton veya alkol ile silin.

Mekanik temizlik basittir ancak genellikle kimyasal temizlikten daha az etkilidir ve dolgu telindeki oksidi çıkarmakta zorluk çeker. Her iki yöntemin birlikte kullanılması en iyi sonucu verir; ancak kritik öneme sahip olmayan iş parçaları bazen sadece yağdan arındırma işleminden sonra da kaynaklanabilir.

Depolama sırasında yeni bir oksit tabakası oluştuğu için kaynak işlemine derhal başlanmalıdır. Temizlemeden sonraki süre 4 saati geçmemelidir; aksi takdirde parçalar yeniden temizlenmelidir. Bu gereklilik, bağıl nemin yüksek olduğu durumlarda özellikle önemlidir. Elektrokimyasal olarak parlatılmış alüminyum tel, havada nispeten uzun bir süre boyunca ve plastik ambalaj içinde saklandığında yaklaşık altı ay boyunca kullanılabilir durumda kalabilir.

4. Destek Çubukları

Alüminyumun yüksek sıcaklık mukavemeti oldukça düşüktür — 370 °C’de sadece 10 MPa — bu nedenle kaynak çökebilir veya delinebilir. Tam penetrasyonu sağlarken erimiş metali desteklemek için genellikle grafit, paslanmaz çelik veya bakır destek çubuğu kullanılır. Bakır destek çubuğu, kaynağı kirletmemelidir: Ark bu çubuğa ulaşırsa, alüminyum-bakır alaşımı oluşabilir ve bu da kırılgan, korozyona duyarlı bir bölge yaratır. Kaynak köküne sağlam bir profil kazandırmak için, dikişin hemen altına kavisli bir oluk açın.

Destek parçası ayrıca kökü soğutmalı, böylece ısıdan etkilenen bölgeyi azaltmalı ve birleşme özelliklerini iyileştirmelidir. Su soğutmalı bir bakır çubuk mükemmel bir soğutma sağlarken, paslanmaz çelik en zayıf soğutma etkisini gösterir.

5. Kaynak Sabitleme Aparatları

Uygun sabitleme aparatları, tekrarlanabilir ve yüksek kaliteli kaynakların hızlı bir şekilde yapılmasına yardımcı olur. Bu aparatlar, ön kaynak ihtiyacını azaltır, parçaların birbirine oturmasını iyileştirir ve kaynak işlemini kolaylaştırır. Tasarım, sıkıştırma kuvvetini eşit bir şekilde uygulamalı, torca iyi erişim sağlamalı, kolayca sökülmeye imkân vermeli ve olabildiğince basit ve pratik olmalıdır.

6. Ön ısıtma

Isıl işlem görmeyen alüminyum alaşımları genellikle ön ısıtma gerektirmezken, ısıl işlem gören alaşımlar ön ısıtmadan fayda sağlayabilir. Ön ısıtma, yüzeydeki nemi giderir, yavaş ısıtma ve soğutma yoluyla sıcaklık gradyanlarını azaltır, bozulma, penetrasyon eksikliği, gözeneklilik ve çatlama eğilimlerini azaltır, ilerleme hızını artırır ve erimiş alüminyumun yüksek sıcaklıkta kalma süresini kısaltarak alaşım elemanı kaybını sınırlar.

8 mm’den daha kalın parçalar genellikle ön ısıtma gerektirir. 100–300 °C sıcaklık aralığını kullanın; çünkü aşırı sıcaklık, kaynak mukavemetini ve korozyon direncini azaltır. Isıtma, oksiasetilen alevi ile veya fırında yapılabilir ve ek yerinin her iki yanından yaklaşık 150 mm'lik bir alanı kapsamalıdır. Eşit olmayan kalınlıklardaki birleşim yerlerinde, daha ince olan tarafı ısıtmayın.

Çevresel Gereklilikler

Alüminyum kaynağı, ortam sıcaklığına ve neme karşı hassastır. Önerilen ortam sıcaklığı en az 8 °C, bağıl nem ise %’yi geçmemelidir.