bakır alaşımların kaynağı ve kaynak sarf malzemeleri · elektrik ekipmanları damıtma...

Bakır Alaşımların Kaynağı Kaynak Sarf Malzemeleri

Bakır Alaşımlarının Kaynağı

1 ) Bakır Alaşımlarının Genel Özellikleri............................................................................................................................. 3 Saf Bakırın Genel Özellikleri............................................................................................................................. 3 Pirinç (Çinko Bakır Alaşımı) Genel Özellikleri............................................................................................. 4 Fosfor Bronzu ( Fosfor-Kalay-Bakır Alaşımı) Genel Özellikleri.............................................................. 5 Aluminyum Bronzu ( Aluminyum-Bakır Alaşımı) Genel Özellikleri................................................... 6 Silisyum Bronzu ( Silisyum-Bakır Alaşımı) Genel Özellikleri................................................................. 7 Nikel Bronzu ( Nikel-Demir-Bakır Alaşımı) Genel Özellikleri................................................................ 72) Kaynakta Kullanılan Bakır Alaşımlarının Genel Özellikleri...................................................................................... 83) Bakır Alaşımlarının Kaynağında Kulllanılan Sarf Malzemelere Ait Genel Bilgiler........................................... 94 ) Bakır Alaşımlarının Kaynaklanabilirliği ve Genel Kaynak Yöntemleri............................................................. 10 Saf Bakırın Alaşımların Kaynağı................................................................................................................... 10 Pirinç ( Bakır-Çinko) Alaşımlarının Kaynağı............................................................................................. 10 Fosfor Bronzu ( Fosfor-Kalay-Bakır Alaşımı) Alaşımlarının Kaynağı................................................ 10 Aluminyum Bronzu ( Aluminyum-Bakır Alaşımı) Alaşımlarının Kaynağı...................................... 11 Silisyum Bronzu ( Silisyum-Bakır Alaşımı) Alaşımlarının Kaynağı.................................................... 11 Nikel Bronzu ( Nikel-Demir-Bakır Alaşımı) Alaşımlarının Kaynağı................................................... 115) Bakır Alaşımlarının Farklı Cins Malzemeler ile Kaynağı......................................................................................... 11 Bakır ve Bakır Alaşımlarının Yalın Karbonlu Çelikler İle Birleştirilmesi........................................... 12 Bakır ve Bakır Alaşımlarının Paslanmaz Çelikler İle Birleştirilmesi.................................................. 12 Bakır ve Bakır Alaşımlarının KaplanmışÇelikler İle Birleştirilmesi.................................................... 126) Bakır Kaynağı Sarf Malzemeleri Özet Tablosu.......................................................................................................... 137 ) Luchs Bakır Kaynak Telleri...............................................................................................................................................14 CuSn1................................................................................................................................................................... 14 CuNi10.................................................................................................................................................................. 15 CuNi30.................................................................................................................................................................. 16 CuSn5P.................................................................................................................................................................. 17 CuSn8P.................................................................................................................................................................. 18 CuAl7.................................................................................................................................................................... 19 CuAlFe1 ............................................................................................................................................................... 20 CuAl11Fe3 .......................................................................................................................................................... 21 CuAl8Ni2 ............................................................................................................................................................. 22 CuAl9Ni5 ............................................................................................................................................................. 23

Bakır Alaşımlarının Kaynağı

Bakır , yüksek termal ve elektrik iletkenliğinin yanında tuzlu su atmosferine ve diğer pekçok kimyasal mad-deye karşı korozyon direncine sahip olduğu için kritik uygulamalarda tercih edilen bir alaşımdır.

Saf halde iken mekanik dayanımı oldukça düşük olan bakır , alaşımlandırılarak mekanik değeri arttılmakla birlikte farklı yapısal elemanlar haline getirilebilir. Bakır , alaşımlandırılarak içine atılan ana alaşım elementinin ismini alır. Temel olarak 5 alaşım tipine sahip olan bakır alaşımları aşağıdaki gibidir.

1) Pirinç ( Çinko-Bakır Alaşımı)2) Fosfor Bronzu ( Fosfor-Kalay-Bakır Alaşımı)3) Aluminyum Bronzu ( Aluminyum- Bakır Alaşımı)4) Silisyum Bronzu ( Silisyum-Bakır Alaşımı)5) Nikel Bronzu ( Nikel-Bakır Alaşımı)

Farklı bakır alaşımlarının doğasını anlamaya başlama-dan önce saf bakır’ın özelliklerini anlamakta fayda vardır.

Saf Bakır

Saf bakır doğadan , indirgenerek saf hale getirilmeye çalışılmaktadır. Saf bakır alaşımları elektrolitik bakır, fosforlu bakır ve oksijensiz bakır olarak üç temel yöntemde indirgenebilmektedir.

Elektrolitik bakır maksimum %0,03 oranında oksijen içeren ve yüksek elektrik iletkenliğine sahip bir malze-medir. Oksijen oranı bakır içinde azaldıkça kaynak kabiliyeti artmaktadır. Saf bakır alaşımlarının özellikleri tablo 1.1’de belirtilm-iştir.

Tablo 1.1 Saf bakır alaşımlarının kimyasal kompozisyonu, özellikleri ve kullanım alanları

AlaşımKodu(UNS)

Ana Alaşım elementi (%)

Özelliklerve

Genel Adı

EndüstriyelKullanımAlanları

Cu P

C10200 99.96min -

▪ Mükemmel elektrik ve Isıl iletkenlik

▪ Mükemmel PŞV kabiliyeti▪ Hava ve diğer koroziflere karşı dayanıklı▪ Yüksek kaynak kabiliyeti▪ Oksijensiz bakır olarak bilinir

▪ Elektrik ekipmanları▪ Kimyasal ekipmanlar

C11000 99.90min -

▪ Mükemmel elektrik ve Isıl iletkenlik

▪ Mükemmel PŞV kabiliyeti▪ Hava ve diğer koroziflere karşı dayanıklı▪ Elektrolitik Bakır olarak bilinir ”

▪ Elektrik ekipmanları▪ Damıtma ekipmanları▪ İnşaat malzemeleri▪ Kimyasal ekipmanlar

C12010 99.90min

0.004 min< 0.015

▪ Mükemmel PŞV kabiliyeti▪ Hava ve diğer koroziflere karşı dayanıklı▪ Isıl iletkenliği yüksek▪ Yüksek kaynak kabiliyeti▪ Oksijeni alınmış bakır olarak bilinir

▪ İnşaat malzemeleri▪ Kimyasal ekipmanlar▪ Banyo kazanı▪ Su ısıtıcılar

C12200 99.90min

0.015-0.040

1) Pirinç ( Çinko Bakır Alaşımı)

Pirinç içinde ana alaşım elementi çinko olan bir bakır alaşım-dır. Uzun yıllardır insanlığın kullanımında olan pirinç malzeler iyi mekanik özellikleri ve korozif dayanımından dolayı tercih edilmektedir. Bakır içerisine atılan çinko alaşımın ergime sıcaklığını , yoğunluğunu , elektrik ve termal iletkenliğini , elastisite modülünü düşürmektedir. Öte yandan çinko dayanımı , tokluğu ver sertliği arttırmaktadır. Pirinç içerisinde-ki çinko oranı arttıkça alaşımın rengi kızıl , altın rengi , açık altın rengi ve sarıya doğru kayar. Pirinç alaşımlarının genel kullanım alanları aşağıdaki tabloda verilmiştir.

Genellikle %20’nin altında çinko içeren pirinç alaşımlarının kaynağı yapılabilirken, bu oranın üzerindeki alaşımlarda kaynak kabiliyeti ciddi oranda azalmaktadır. Pirinç malzemel-erin işlenebilirliğini arttırmak için içine atılan kurşun elementi malzemenin mekanik özelliklerinde iyi yönde değişime neden olurken kaynak kabiliyetini ortadan kaldırır. Kaynak sırasında buharlaşan kurşun gözenek bırakmakta ve sıcak yırtılma gibi hatalara neden olmaktadır.

Döküm haldeki pirinç malzemeler %2-41 aralığında çinko içerirler ve genellikle homojen değildirler. Bundan dolayı içindeki farklı alaşım elementlerinin farklı bölgelerde yoğu-laşması veya içeriğinde kurşun bulunması genellikle döküm haldeki pirinç malzemelerin kaynağını çok zorlaştırır. İçeriğinde kurşun elementi bulunmasa bile döküm pirinç malzemelerin kaynağı çok zordur. İçeriğinde kurşun tespit edilen pirinç malzemeler ise kaynaklanamaz kabul edilirler.

Alaşımında demir, aluminyum ve mangan içeren pirinç döküm alaşımlar , genellikle kavitasyona ve korozyona dirençlerinden dolayı gemi pervanelerinde kullanılabilmekte-dir. Bu alaşımdan imal edilen pervaneler kavitasyon veya mekanik hasarlardan dolayı tamir edilebilmektedir.

Tablo 1.2 Saf bakır alaşımlarının mekanik özellikleri

AlaşımKodu(UNS)

Isıl işlem durumumekanik işlem durumu

EtKalınlığı

(mm)

ÇekmeDayanımı(N/mm2)

% Uzama

(%)

C10200O Tavlanmış 0.3-30 195 35

½H Haddelenmiş 0.3-20 245-315 15

C11000O Tavlanmış 0.5-30 195 35

½H Haddelenmiş 0.5-20 245-315 15

C12010C12200

O Tavlanmış 0.3-30 195 35

½H Haddelenmiş 0.3-20 245-315 15

Not: aksi belirtilmedikçe tek rakamlar minimum değerleri ifade eder.

Tablo 1.3 Pirinç (Bakır-Çinko) alaşımlarının kimyasal kompozisyonu ve genel kullanım alanları

AlaşımKodu(UNS)

Alaşım Elementlerinin yüzdesi(%)

Özelliklerve

Genel Adı

EndüstriyelKullanımAlanları Cu Zn Sn

C21000 94.0-96.0 Kalan - ▪ Dövülebilirliği ve çekilebilirliğiiyidir. İyi korozyon dayanımı

▪ Parlaklığı iyidir▪ Kızıl Pirinç olarak bilir

▪ İnşaat Malzemesi

C22000 89.0-91.0 Kalan -

C23000 84.0-86.0 Kalan -

C24000 78.5-81.5 Kalan -

C26000 68.5-71.5 Kalan - ▪ Dövülebilirliği çok iyidir ▪ Elektrik bağlantı parçaları

C26800 64.0-68.0 Kalan - ▪ Dövülebilirliği ve çekilebilirliğiiyidir.

▪ Elektrik bağlantı parçaları▪ Elektrik kablo ve parçaları

C27200 62.0-64.0 Kalan - ▪ Dövülebilirliği ve çekilebilirliğiiyidir.

▪ Sığ çekme parçalar

C28010 59.0-62.0 Kalan - ▪ Yüksek mekanik dayanım▪ Dövülebilirliği iyidir

▪ Elektrik kablo ve parçaları▪

C46210 61.0-64.0 Kalan 0.7-1.5 ▪ Deniz suyu korozyonuna dayanımı çok iyidir

▪ Donanma pirinci olarak bilinir

▪ Eşanjörler

▪ Deniz suyu giriş parçalarıC46400 59.0-62.0 Kalan 0.5-1.0

2) Fosfor Bronzu ( Fosfor-Kalay-Bakır Alaşımı)

Bakır-kalay alaşımlarına deoksider olarak katlıan fosfordan dolayı fosfor bronzu adını alan bu alaşımın diğer bakır alaşımlarına göre aşınma dayanımı oldukça yüksektir. İşlenmiş halde ( hadde vb) oldukça tok, görece sert ve çatlak oluşumuna karşı dirençli bir malzeme olan fosfor bronzu , içeriğindeki kalayın oksijene afinetesinin çok yüksek olmasın-dan ve kaynak sırasında katılaşma bölgesinde sıkışarak sıcak yırtılmalarına neden olmasından dolayı oldukça düşük bir kaynak kabiliyetine sahiptir.

İşlenebilirlik kabiliyetlerinin düşmemesi için döküm haldeki fosfor bronzunda kalay oranı genellikle %10 altında tutulmak-tadır. Bununla birlikte genellikle kalay oranı çoğu ticari döküm alaşımında %10 altında olmaktadır ancak düşen kalay oranı-na paralel olarak malzeme özelliklerini mekanik olarak iyileştirmek için alaşım için çinko ,nikel ve kurşun olabilir. Nadir olmakla birlikte %20 üzerinde kalay içeren döküm fosfor bronzu malzemeler de mevcuttur.

Tablo 1.4 Pirinç alaşımlarının mekanik özellikleri

AlaşımKodu(UNS)

Isıl İşlem Durumu EtKalınlığı(mm)

ÇekmeDayanımı

(N/mm2)

YüzdeUzama

(%)

C21000O Tavlanmış 0.3-30 205 33

½H Haddelenmiş 0.3-20 265-345 18

C22000O Tavlanmış 0.3-30 225 35

½H Haddelenmiş 0.3-20 285-365 20

C23000O Tavlanmış 0.3-3 245 40

½H Haddelenmiş 0.3-20 305-380 23

C24000O Tavlanmış 0.3-30 255 44

½H Haddelenmiş 0.3-20 325-400 52

C26000O Tavlanmış 0.3-30 275 40

½H Haddelenmiş 0.3-20 355-440 28

C26800O Tavlanmış 0.3-30 275 40

½H Haddelenmiş 0.3-20 355-440 28

C27200O Tavlanmış 1<, 30 maks 275 50

½H Haddelenmiş 0.3-20 355-440 28

C28010O Tavlanmış 1<, 30 maks 325 40

½H Haddelenmiş 0.3-20 410-490 15

C46210 F Üretildiği gibi0.8-20 375 20

20<, 40 maks 345 20 40<, 125 maks 315 20

C46400 F Üretildiği gibi0.8-20 375 25

20<, 40 maks 345 25 40<, 125 maks 315 25

Not: Aksi belirtilmedikçe tek rakamlar minimum değerleri ifade eder

Tablo 1.5 Fosfor Bronzu alaşımların kimyasal kompozisyonu ve genel özellikleri

AlaşımKodu(UNS)

Ana Alaşım Elementleri(%)

Özellikler Kullanım Alanları

Cu Sn P

C51110 Bakiye 3.5-4.5 0.03-0.35 ▪ İşlenebilirliği , kırılma vekorozyon dayanımı iyidir.

▪ Elektrik/Elektronik sektörü içinyaylar

▪ Bağlantı elemanları▪ Körükler▪ Fırça ve liner kızaklarda▪ Diyaframlı pompalar

C51020 Bakiye 4.5-5.5 0.03-0.35

C51910 Bakiye 5.5-7.0 0.03-0.35

C52120 Bakiye 7.0-9.0 0.03-0.35

3) Aluminyum Bronzu Kimyasal kompozisyonunda %3-15 aralığında aluminyum içeren bakır alaşımlarına aluminyum broznu adı verilir. Aluminyum bronzu alaşımlar diğer bakır alaşımlarından farklı olarak iki farklı morfolojide bulunabilirler. Genellikle %7’ye kadar aluminyum içeren alaşımlar katılaşma sonrası tek fazlı bir yapıda iken , %9,5-11,5 oranında aluminyum içeren malzemeler çift fazlı ( alfa ve beta ) bir katılaşma morfolojis-ine sahiptir. Çift fazlı yapıya sahip bu alaşımlar ısıl işleme tabi tutulabilir. Martensitik bir yapı elde etmek için ısıl işleme tabi tutulan bu alaşımlarda sertlik arttırılabilir. Sertleştirme işlemi sonrası temperlenen malzemede istenilen mekanik değerler elde edilebilir. Aluminyum alaşım miktarında göre 1010oC-843oC arasına ısıtılan malzeme suda veya yağda sertleştirildikten sonra yine alaşım miktarında göre 427-649oC aralığında temperlenebilir.

Sertleştirme işlemi sonrası temperlenen malzemede istenilen mekanik değerler elde edilebilir. Aluminyum alaşım miktarın-da göre 1010oC-843oC arasına ısıtılan malzeme suda veya yağda sertleştirildikten sonra yine alaşım miktarında göre 427-649oC aralığında temperlenebilir. Çift fazlı aluminyum bronzları döküm veya plastik şekil verme ile üretilebilir .Her iki üretim methodunda da malzemelerin mekanik özellikleri hemen hemen aynıdır. Pirinç malzemeler gibi aluminyum bronzu malzemeler de gemi pervanesi imalatında kullanılabilmektedir. Ancak pirinç malzemelerden mekanik dayanımı ve deniz suyu korozyonu ile kavitasyona dayanım-ları daha yüksektir. Bu alaşımdan imal edilen pervaneler kavitasyon veya mekanik hasarlardan dolayı tamir edilebilmektedir.

Tablo 1.6 Fosfor bronzu alaşımlarının mekanik özellikleri

Alaşım Kodu(UNS)

Isıl İşlem Durumu EtKalınlığı

(mm)

ÇekmeDayanımı(N/mm2)

YüzdeUzama

(%)

C51110O Tavlanmış 0.10-5.0 295 38

½H Haddelenmiş 0.10-5.0 410-510 12

C51020O Tavlanmış 0.10-5.0 305 40

½H Haddelenmiş 0.10-5.0 470-570 15

C51910O Tavlanmış 0.10-5.0 315 42

½H Haddelenmiş 0.10-5.0 490-610 20

C52120O Tavlanmış 0.10-5.0 345 45

½H Haddelenmiş 0.10-5.0 490-610 30

Not: Aksi belirtilmedikçe tek değerler minimum değerlerdir.

Tablo 1.7 Aluminyum bronzu malzemelerin kimyasal kompozisyonu ve genel özellikleri- Alaşım Kodu(UNS)

Alaşım Adı



Cu Al Fe Ni Mn

C61610 83.0-90.0

7.0-10.0

2.0-4.0

0.5-2.0

0.50-2.0

▪ Yüksek mekanik dayanım▪ Denizsuyu korozyonuna

dayanım yüksektir▪ Aşınma Dayanımı yüksek

▪ Makina parçaları▪ Kimya sanayi ekipmanları▪ Gemi parçaları

C62800 78.0-85.0

8.0-11.0

1.5-3.5

4.0-7.0

0.50-2.0

Tablo 1.8 Aluminyum bronzu alaşımların mekanik özellikleri

.Isıl İşlem Durumu Et

Kalınlığı(mm)

ÇekmeDayanımı (N/mm2)

Yüzde Uzama

(%)

C61610

F Üretildiği gibi0.80-50 490 min 30 min

50<, 125 maks 450 min 35 min

O Temperlenmiş0.80-50 490 min 35 min

50<, 125 maks 450 min 35 min

½H Haddelenmiş0.80-50 635 min 25 min

50<, 125 maks 590 min 20 min

C62800 F Üretildiği gibi0.80-50 620 min 10 min

50<, 90 maks 590 min 10 min90<, 125 maks 550 min 10 min

Alaşım Kodu(UNS)

4) Silisyum Bronzu

Yüksek mekanik ve korozif dayanım yanında çok iyi kaynak-lanabilirliğe(en iyi) sahip silisyum bronzları rulman , çan , pompa gövdesi , valf ve heykelcilik alanlarında geniş kullanım alanı bulur. Bakır içine katılan silsiyum döküm ve kaynak sırasında sıvı metalin akışkanlığını arttırmaktadır. Ayrıca silisyum kaynak sırasında iyi bir degazer görevi görüp ortamdaki serbest molekül halindeki oksijeni bağlayarak cürufa geçmesine olanak tanır ve bu sayede gözenek oluşu-munu azaltır.

Tablo 1.9 Silisyum bronzu alaşımların kimyasal kompozisyonları ve genel özellikleri

AlaşımKodu(UNS)



Cu Si Mn

C65100 Kalan 0.8-2.0 -

▪ Mekanik dayanımı vetokluğu yüksektir

▪ Korozyon dayanımı iyidir

▪ Havacılık sanayi hidrolik borular▪ Gemi inşa sanayi ve petrokimya

sanayinde▪ Eşanjörlerde

C65500 Kalan 2.8-3.8 0.50-1.3▪ Mekanik dayanımı ve

tokluğu yüksektir▪ Korozyon dayanımı iyidir

▪ Kimyasal ekipman üretiminde▪ Gemi pervane şaftlarında

Tablo 1.10 Silisyum bronzunun mekanik özellikleri

AlaşımKodu(UNS)


ÇekmeDayanımı

(MPa)

AkmaDayanımı

(MPa)

Yüzde Uzama

(%)

C65100O60 Yumuşatma Tavı tüm kalınlıklar 275 min 85 min 30 minH02 Yarı Sert 12 maks. 380 min 140 min 11 min

C65500O60 Yumuşatma Tavı 360 min 105 min 35 minH01 Çeyrek Sert 380 min 165 min 25 minH02 Yarı Sert 50 maks. 485 min 260 min 20 min

tüm kalınlıklartüm kalınlıklar

5) Nikel Bronzu

Bakır Nikel alaşımları deniz suyu korozyonuna karşı çok yüksek dayanımlarında dolayı özellikle offshore ve deniz-suyundan tatlı su elde eden tesislerde yoğunlukla kullanılır. Genellikle bakır nikel alaşım oranları %10 veya %30 nikel alaşımı şeklindedir. Bununla birlikte demir , mangan ve çinko alaşım içinde düşük oranlarda da bulunabilir. Ülkemizde genelde %10 Nikel içeren bu alaşımlar CuNiFe ( piyasa adı ile künefe) olarak bilinmektedir. Kaynak sırasında ITAB’da çatlak oluşma riski fazla olduğu için kaynak yöntemine özen gösterilmelidir ve kaynak prosedürleri iyi takip edilmelidir. Table 1.11 Nikel Bronzunun kimyasal özellikerl ve genel kullanım alanları

Alaşım Kodu(UNS)


Özelliklerve Genel Adı

Kullanımalanları

Cu Ni Mn Fe

C70600 Kalan 9.0-11.0

0.20-1.0

1.0-1.8

▪ Denizsuyu korozyonunadayanımı çok iyidir

▪ Yüksek sıcaklık uygulamalarıiçin uygundur

▪ “90/10 cupronickel”“70/30 cupronickel”

▪ Eşanjör , plaka ve borularda

▪ Borulu tip kondanserler

C71500 Kalan 29.0-33.0

0.20-1.0

0.40-1.0

KAYNAKTA KULLANILAN BAKIR ALAŞIMLARININ FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ

Kaynaklı birleştirmelerde kullanılan bakır alaşımlarının fiziksel özellikleri olan termal genleşme katsayısı , direnç ve termal iletkenlik katsayısı ile ergime sıcaklığı kaynak sırasın-da olduğu kadar kaynak sonrasında da kaynak metalinin özelliklerini anlayabilmek açısından çok önemlidir. Aşağıdaki tabloda kaynak için kullanılan bakır alaşımlarının fiziksel özellikleri demir, nikel ve monel malzemeler için karşılaştır-malı olarak verilmiştir.

Tablo 1.12 Nikel bronzu alaşımların genel mekanik özellikleri

AlaşımKodu(UNS)


Çekme Dayanımı(N/mm2)

Yüzde Uzama

(%)C70600 F Üretildiği gibi 0.5-50 275 min 30 minC71500 F Üretildiği gibi 0.5-50 345 min 35 min

Temelde tablodan da anlaşılacağı gibi alaşım elementleri saf bakırın içine eklendikçe elektrik iletkenliği katsayısı düşmek-tedir(direnç artar) aynı şekilde ısıl iletkenlik de elektrik iletkenliğine paralel olarak azalacaktır. Özel olarak kaynak metali ergime sıcaklığı ve termal genleşme katsayısının pekçok uygulamada kritik önem arz edeceğini bilmekte fayda vardır.

Tablo 1.13 Bakır alaşımlarının ve bazı diğer alaşımların karşılaştırma amaçlı fiziksel özellikleri

Genel Adıveya

Ticari Adı

UNSAlaşımKodu

ErgimeSıcaklığı

(°C)

ÖzgülAğırlığı

Termal GenleşmeKatsayısı

20-300°C(× 10－6/°C)

ElektrikDirenci 20°C

(μΩ・cm)

Isıl İletkenliği

20°C

(Cal/cm・sn ・°C)

Saf Bakır C10200 1083 8.95 16.5 1.67 0.94190/10 pirinç C22000 1045-1020 8.80 18.2 3.9 0.4570/30 pirinç C26000 955-915 8.53 19.9 6.2 0.29Donanma Pirinci C46210 900-885 8.40 21.2 6.6 0.28Aluminyum Bronzu C61610 1045-1037 8.78 17.9 11.3 0.17Fosfor Bronzu C51010 1050-950 8.86 17.8 9.6 0.1990/10 cupronickel C70600 1145-1105 8.94 16.7 18.5 0.1070/30 cupronickel C71500 1240-1170 8.94 16.2 37.0 0.07Demir - 1536 7.87 13 13.0 0.142Nikel - 1455 8.89 13.3 9.5 0.145Monel - 1350-1300 8.83 13.8 51.0 0.052

( g/cm3 )

2) BAKIR VE ALAŞIMLARININ KAYNAĞI

2.1 Bakır Alaşımlarının kaynağında kullanılan sarf malzemelere ait genel bilgiler

Bakır alaşımlarının kaynağında elektrod ,MIG (Gazaltı) teli ve TIG(Argon) teli cinsleri ticari olarak yoğun olarak kullanılmaktadır. Aşağıdaki ilk tabloda AWS A5.6’ya göre örtülü elektrodların kimyasal ve fiziksel özellikleri belirtilmişken, ikinci tabloda MIG(Gazaltı) teli ve TIG(Argon) telleri için yine AWS A5.6’ya göre kimyasal ve fiziksel özellikler belirtilmektedir. Son tabloda ise bakır alaşımlarının kaynağında kullanılan bu alaşımların genel özellikleri ve genel uygulama alanları belirtilmiştir.

Tablo 2.1 Bakır alaşımların kaynağında kullanılan elektrodların kimyasal ve mekanik özellikleri

AWSSınıfı

Genel Adı Ana alaşım elemntleri (%) ÇD*, min MPa

Uzama, min(%)Cu Sn Mn Fe Si Ni P Al Ti

ECu Saf Bakır Kalan - 0.10 0.20 0.10 - - 0.10 - 170 20

ECuSi Silisyum Bronzu Kalan 1.5 1.5 0.50 2.4-4.0 - - 0.01 - 344 20

ECuSn-A Fosfor Bronzu Kalan. 4.0-6.0 - 0.25 - - 0.05-

0.35 0.01 - 241 20

ECuSn-C Fosfor Bronzu Kalan 7.0-9.0 - 0.25 - - 0.05-

0.35 0.01 - 275 20

ECuNi Nikel Bronzu Kalan - 1.00-2.50

0.40-0.75 0.50 19.0-

33.0 0.020 0.50 344 20

ECuAl-A2 Aluminyum Bronzu Kalan - - 0.50-5.0 1.5 - - 6.5-

9.5 - 413 20

ECuAl-B Aluminyum Bronzu Kalan - - 2.5-5.0 1.5 - - 9.5-

11.5 - 448 20

ECuNiAl Nikel Aluminyum Bronu Kalan - 0.50-

3.53.0-6.0 1.5 4.0-

6.0 - 8.0-9.5 - 496 10

ECuMnNiAl Mangan-NikelAluminyum Bronzu Kalan - 11.0-

14.02.0-4.0 1.5 1.5-

3.0 - 6.0-8.5 - 517 15

Tablo 2.2 Bakır kaynağında kullanılan kaynak tellerinin genel kimyasal kompozisyonu

AWSsınıfı .

Genel Adı Genel Alaşım Elementleri (%)Cu Sn Mn Fe Si Ni P Al Ti Zn

ERCu Saf Bakır ≥ 98.0 1.0 0.50 - 0.50 - 0.15 0.01 - -

ERCuSi-A Silisyum Bronzu Kalan 1.0 1.5 0.5 2.8-4.0 - - 0.01 - 1.0

ERCuSn-A Fosfor Bronzu Kalan 4.0-6.0 - - - - 0.10-

0.35 0.01 - -

ERCuSn-C Fosfor Bronzu Kalan 7.0-9.0 - 0.10 - - 0.10-

0.35 0.01 - 0.20

ERCuNi Nikel Bronzu Kalan - 1.0 0.40-0.75 0.25 29.0-

32.0 0.02 - 0.20-0.50 -

ERCuAl-A1 Aluminyum bronzu Kalan. - 0.50 - 0.10 - - 6.0-8.5 - 0.20

ERCuAl-A2 Aluminyum bronzu Kalan - - 1.5 0.10 - - 8.5-11.0 - 0.02

ERCuAl-A3 Aluminyum bronzu Kalan - - 2.0-4.5 0.10 - - 10.0-

11.5 - 0.10

ERCuNiAl Nickel Aluminyum bronzu Kalan - 0.60-2.50

3.0-5.0 0.10 4.0-

5.5 - 8.50-9.50 - 0.10

ERCuMnNiAl Mangan-NikelAluminyum bronzu Kalan - 11.0-

14.02.0-4.0 0.10 1.5-

3.0 - 7.0-8.5 - 0.15

* Ç.D = Çekme Dayanımı

2.2 Bakır alaşımlarının kaynaklanabilirliği ve genel kaynak yöntemleri

Bakır alaşımlarının kaynağı , doğru kaynak yöntemleri takip edilirse en az çelik alaşımlarının kaynağı kadar rahat yapılabilmektedir. Ancak yine de bakır alaşımları çelik alaşımlarına göre daha spesifik özellikler barındırdığından kaynak süreci öncesi ve kaynak işlemi sırasında özel takip gerektirmektedir.

Bakır alaşımlarının kaynağında genel olarak 5 temel sorun ile karşılabilir. Bunlar;1 ) Bakırın aşırı derece yüksek termal iletkenliğinden dolayı kaynak için verilen enerjinin yeterli gelmemesi ve yetersiz nüfuziyet sorunu2) Bakırın termal genleşme katsayısının fazla olmasından dolayı şekil değiştirmesinin fazla olması ve buna bağlı olarak distorsiyon ve çatlak oluşumu3) Bakırın düşük ergime sıcaklığından dolayı elektrod kaynağında cürufun daha ergiyik metalini terk etmeye fırsat bulamadan kaynak metali içinde sıkışması4) Isı girdisine bağlı olarak tane yapısının çok hızlı değişerek mekanik özellikleri ciddi oranda azaltması5) Kurşun , kalay , bizmut ve kükürtün gevrekleşmeye ve çatlaklara neden olması, Çinkonun kaynak sırasında buhar-laşarak gözenek oluşturması

2.2.1 Saf Bakır Alaşımların Kaynağı

Saf bakırın yüksek elektrik ve termal iletkenliğinden dolayı ( çeliğin 8 katı ) kaynak arkının oluşturduğu ark banyosunun ısısı hızlıca ana malzemeye geçmekte ve bu da yetersiz ergimeye bağlı olarak yetersiz nüfuziyete neden olmaktadır.

Oksijeni alınmış bakır veya oksijensiz saf bakır’da kalın parçalarda kaynak sırasında sıcak yırtılma oldukça sık görülen bir kaynak hatasıdır. Aynı zamanda saf bakırda kaynak sırasında hidrojenin kaynak metali içinde çözünme-sinden dolayı gözenek oluşması da rastlanan hatalardandır.

Elektrolitik saf bakırın ise içeriğindeki yüksek oksijen seviye-sinden dolayı kaynağı oldukça zordur. Oksijeni alınmış bakıra göre daha fazla sıcak yırtılma ve gözenek oluşumuna yatkın-lıkları vardır.

Saf bakır kaynağında elektrod kaynağı , TIG (Argon) Kaynağı ve MIG( Gazaltı) kaynağı kullanılabilmektedir. Saf bakır kaynağında şayet elektrik iletkenliği kaynak sonrası birincil seçim krıteri olacak ise kaynak teli olarak ErCu serisi saf bakır kaynak telleri veya elektrod olarak Ecu saf bakır elektrodlar kullanılabilir.

Elektrik ve termal iletkenliğin kaynak sonrası birncil seçim krıteri olmadığı uygulamalarda ERCuSi-A, ERCuSn-A tipinde TIG (Argon ) veya MIG(Gazaltı) kaynak telleri veya EcuSi ,ECuSn-A, ECuSn-C cinsinde elektrodlar kullanılabilmekte-dir. Bu alaşımlar saf bakır alaşımlardan farklı olarak düşük termal iletkenliklerinden dolayı daha iyi ergiyebilmekte ve buna bağlı olarak daha iyi nufuziyet elde edilebilmektedir.

TIG(Argon) kaynağı ve MIG (Gazaltı) kaynağı , elektrod kaynağından daha fazla ısı girdisi yarattığı için özellikle kalın parçaların kaynağında tercih edilmesi gerekmektedir.TIG(Argon) kaynağı ve MIG (Gazaltı) kaynağı koruyucu gaz atmosferinde yapılmaktadır buna bağlı olarak kullanılan Argon ve Helyum gazı saf bakır kaynağında kullanılabilmek-tedir. Helyum , Argon gazına göre daha az ön ısıtma gerek-tirmektedir. Genellikle TIG(Argon) kaynağı 6mm’ye kadar olan saf bakır alaşımlarınon kaynağında kullanılabilirken, 6mm üzerinde MIG( Gazaltı) kaynağı kullanılması tavsiye edilmektedir.

Bakırın yüksek termal iletkenliğinden dolayı kaynak işlemi öncesinde mutlaka ön ısıtma uygulanması gerekmektedir. Ön ısıtma sıcaklığı parça kalınlığına bağlı olarak ve kullanılan gaz tipine göre belirlenmektedir

2.2.2 Pirinç (Bakır-Çinko) Alaşımlarının Kaynağı

Çinkonun kaynak sırasında buharlaşması pirinç alaşımlarının kaynağı için çok ciddi bir sorundur. Bundan dolayı çinko oranı düşük alaşımlar göreceli olarak kaynak edilebilirken , Çinko oranı yüksek alaşımlar kaynaklanamaz kabul edilmektedir.

Pirinç alaşımlarının pek çoğu kaynaklamazken , kaynakla-nabilen alaşımlarda elektrod kaynağından çok TIG (Argon ) veya MIG(Gazaltı) kaynak yöntemleri tavsiye edilmektedir. Daha dar ve kontrollü bir arka sahip olduğu için TIG (Argon ) kaynağı Çinko buharlaşması riskini azaltmakta ancak yine de tamamen yok edememektedir.

Çinko buharlaşmasından dolayı birebir uyum gösterecek bir kaynak dolgu metali olmamakla birlikte ERCuSn serisi alaşımlar kullanılması durumunda kaynak sonrası renk uyumu iyi olmaktadır. Şayet ERCuSi serisi alaşımlar kullanılırsa düşük ısıl iletkenliklerinden dolayı daha daha düşük ön ısıtma sıcaklığına ihtiyaç duyarlar ve alaşım içerisindeki Silisyum sayesinde kaynak dikişi daha akışkan olacaktır. ERCuAl serisi alaşımlar ise yüksek mekanik dayanımlarından dolayı tercih edilebilirler. Pirincç alaşım-larının elektrod kaynağı cüruf sıkışması ve geniş kaynak ağzı kullanımı gerektirmesinden dolayı genellikle tercih edilmeme-ktedir.

Pirinç alaşımlarında ön ısıtma sıcaklığı parça kalınlığı ve alaşım içerisindeki Çinko oranına bağlı olarak değişir. Genel-likle 100-3500C arasında bir ön ısıtma sıcaklığı yeterli olmak-tadır. Kaynak yaparken mutlaka kaynak arkı banyo içinde tutulmaya çalışılmalıdır. Kaynak arkının kaynak banyosu önünde veya gerisinde hareket etmesi çinko buharlaşmasını arttıracağı için kaynağı olumsuz yönde etkileyecektir.

2.2.3 Fosfor Bronzu ( Bakır-Kalay-Fosfor Alaşımları) Alaşımların Kaynağı

Fosfor bronzu katılaşma sırasında zayıf dendritik yapı ile katılaşmakta ve çatlak riskini arttırmaktadır. Çok pasolu kaynakta her paso sonrası kaynak metalinin çekiçlenmesi (manuel veya pnömatik olarak) kaynak metalinde çatlak riskini azaltacaktır.

Kalın malzemelerde , yoğun kaynak işlerinde MIG( Gazaltı) kaynağı kullanılması gerekmektedir. MIG kaynağı için ERCuSn cins kaynak telleri ve Argon gazı kullanılması gerek-mektedir. TIG (Argon ) kaynağında ise yine ERCuSn serisi kaynak teli ve Helyum gazı kullanılabilir. Elektrod kaynağında ECuSn-C veya ECuSn-A cinsi elektrodlar kullanılabilir. Tüm kaynak yöntemlerinde mutlaka en iyi mekanik özellikleri elde etmek için çizgisel paso atılması tavsiye edilmektedir.

Fosfor Bronzu , kaynak metali akışkanlığı elde etmek için 150-2500C arasında ön ısıtma sıcaklığı uygulamak gerekme-ktedir. Ancak kaynak sırasında sıcaklığın 2500C’yi geçmesi sıcak çatlak riskini arttırmaktadır.

2.2.4 Aluminyum Bronzu ( Bakır-Aluminyum Alaşımları) alaşımların kaynağı

Tek fazlı katılaşma gösteren ve %7’ye kadar Aluminyum içeren bakır alaşımları kaynak sırasında ITAB’da sıcak yırtılma riski gösterirler. Ancak alaşım miktarı %7’nin üzerine çıktığı zaman (%8 Al içeren alaşımlar) Aluminyum bronzu katılaşma esnasında çift fazla olarak katılaşır. Çift fazlı katılaşmanın bir etkisi olarak tane boyutu incelen alaşımda çatlak riski önemli ölçüde azalmaktadır.

Aluminyum Broznu alaşımların kaynağı sırasında , alaşım içerisindeki Aluminyum Al2O3 (Aluminyum oksit) oluşturmaya eğilimi olmakta ve bu da kaynak sırasında yetersiz ergime ( Al2O3 ( 2300oC mertebesinde erir) ve sıvı kaynak metalinin katılaşması esnasında kaynak metalinde kalıntı olarak ortaya çıkabilmektedir.

Aluminyum bronzu alaşımların MIG(Gazaltı) kaynağında, pozitif kutupta ve argon gazı kullanılmak oksit tabakasının temizlenmesi sağlayabilmektedir. Bununla birlikte bu alaşım-ların TIG ( Argon) kaynağında alternatif akım (AC) kullanıl-ması oksit temizliğini sağlamaktadır. Elektrod kaynağı , Aluminyum bronzu alaşımlarda ancak MIG( Gazaltı) ve TIG(Argon) kaynağının yapılamadığı uygulamalarda tercih edilmelidir.

MIG( Gazaltı ) ve TIG (Argon ) kaynağında ERCuAl-A1, ERCuAl-A2 ve ERCuAl-A3 kaynak sarf malzemeleri kullanılabilirken Elektrod kaynağı için ECuAl-A2 veya ECuAl-B cinsi elektrodların kullanılması tavsiye edilmektedir.

Aluminyum Bronzu kaynağında , kaynak metali akışkanlığı elde etmek için 150-2500C arasında ön ısıtma sıcaklığı uygu-lamak gerekmektedir. 20 mm’de düşük et kalınlığına sahip parçalarda ön ısıtma gerekmeyebilir.

2.2.5 Silisyum Bronzu(Bakır-Silisyum) Alaşımların Kaynağı

Silisyum bronzu alaşımlar düşük ısıl iletkenliklerinden dolayı , kaynak metalinden ana malzemeye ısı geçişi görece az olduğu için oldukça rahat kaynaklanabilirler.

Alaşım içerisinde buluna Silisyum iyi bir deoksidasyon aracı ve kaynak metalinin akışkanlığını arttırıcı özellik gösterdiği için kaynak kalitesi diğer alaşımlara göre daha iyidir.

Silisyum bronzu alaşımların kaynağında elektrod , MIG( Gazaltı) ve TIG(Argon) kaynağında ERCuSi cinsi kaynak telleri ve ECuSi cinsi elektrodlar kullanılabilir. Özel durumlar-da bu alaşımların kaynağında ERCuAl-A2 kaynak telleri ve EcuAl-A elektrod kullanılabilir.

Kalın olmayan parçalarda ön ısıtmaya gerek duyulmaz ve kaynağın ısı girdisini azaltmak için çizgisel pasolar ile kaynak yapılması tavsiye edildiği gibi pasolar arası sıcaklığın 700C’yi geçmemesi gerekir. Çok pasolu kaynaklarda ise herkaynak dikişinden sonra mutlaka kaynak çekiçle veya pnömatik çekiçle dövülerek tane boyutları ufaltılmaya çalışılmalıdır.

2.2.6 Nikel Bronzu ( Bakır-Nikel ) Alaşımların Kaynağı

Nikel bronzu alaşımlar düşük ısıl iletkenliklerinden dolayı kaynak sırasında kaynak metalinin ısısı ana malzemeye daha az geçmekte ve görece olarak rahat kaynak yapılabilmektedir. Ancak Nikel bronzları kaynak sırasında sıcak yırtılma riski taşıdığı için ısı girdisinin düşük tutulması gerekmektedir.

Nikel bronzu alaşımlar kaynak sırasında havadan veya yüzeyinden kaptığı nem nedeni ile gözenek oluşturmaya meyillidir. Bu nedenle bu alaşımların kaynağında kullanılan sarf malzemelerde ilave element olarak Titanyum bulunmak-tadır. Titanyum kaynak metali içindeki oksijeni bağlarak gaz formunda kaynak metalinde yüzmesini önler ve oksit bileşikleri şeklinde kaynak metalinin yüzeyine cüruf şeklinde çıkmasına olanak tanır.

%90 Cu ve %10 Nikel içeren alaşımların (90/10 Bakır-Nikel ) kaynağında ve %70 Cu ve%30 Ni içeren alaşımların (70/30 Bakır-Nikel) içeren alaşımların kaynağında , kaynak sonrası renk uyumu bekleniyorsa benzer kimyasal kompozisyonda kaynak sarf malzemesi kullanılmalıdır.

Silisyum bronzu alaşımların kaynağında elektrod , MIG( Gazaltı) ve TIG(Argon) kaynağında ERCuNi kaynak telleri ve ECuNi elektrodlar kullanılabilir.

Ön ısıtmaya gerek duyulmayabilir ve kaynağın ısı girdisini azaltmak için çizgisel pasolar ve kısa pasolar ile kaynak yapılması tavsiye edildiği gibi pasolar arası sıcaklığın 1000C’yi geçmemesi gerekir.

2.2.7 Bakırın Farklı Malzemeler ile Kaynağı

Bakır ve bakır alaşımları , özellikle petrokimya tesisleri , kimya tesisleri ve enerji santrallerinde , korozyon dayanımı ,dayanım ve malzeme maliyetlerini azaltmak için farklı malze-meler ile birlikte kullanılmaktadır. Bakır alaşımları yalın karbonlu çelikleri kaplamada kullanıldığı gibi , bakır –paslan-maz çelik birleştirmelerinde ve bakır- nikel alaşımlarının birleştirmelerinde kullanılmaktadır.

Farklı malzemelerin kaynağında çatlak ve kaynak hataları riski oldukça fazla olduğu için metalurjik olarak bu birleştirm-elerin iyi incelenmesi ve kaynak sırasında önceden tespit edilen yöntemlerin harfiyen uygulanması gerekmektedir.

Aşağıdaki yazıda üç farklı birleştirme için kaynak yöntemi tavsiyeleri verilmiş olup bunlar ;a ) Bakır ve Bakır alaşımlarının yalın karbonlu çelikler ile birleştirilmesib) Bakır ve Bakır alaşımlarının paslanmaz çelikler ile birleştir-ilmesic ) Bakır ve Bakır alaşımlarının kaplanmış çelikler ile birleştir-ilmesini içerir.

a) Bakır ve Bakır alaşımlarının yalın karbonlu çelikler ile birleştirilmesi

Bakır ve Çelik birbirleri içinde çözündükleri zaman metalurjik olarak sorun yaratabilen alaşımlardır. Ancak bakır ve çeliğin farklı ergime sıcaklıkları , şayet kontrollü olarak kaynak yapılırsa kaynak yapmaya olanak tanıyan yeterli argüman-lardır. Bakır 900-1200oC aralığında ergirken , çelik ve alaşım-larının 1500oC’ye yaklaşan ergime sıcaklıkları düşük karışma oranları ile kaynak yapmaya olanak tanımaktadır.

Bakırın ergime sıcaklıkları yakınlarında çelik malzemeler östenitik faza geçiş yapmış bulunmaktadır. Sıvı haldeki bakırın, çeliğin östenit tane sınırlarında içeriye doğru geçiş yapması söz konusu olmakta ve buna “bakır sızması “ adı verilmektedir .Bakır sızması , bakır- çelik birleştirmelerinde bakır ve demirin oluşturduğu intermetalik fazlardan dolayı mikro çatlaklar oluşturmaktadır. Özellikle bükme testlerinde hataya neden olabilen bu durumdan dolayı , şayet yapılan kaynaklarda mikroçatlaklar gözüküyorsa mutlaka çelik malzeme yüzeyi Nikel kaynak metali ile kaplanmalıdır.

Çelik malzeme yüzeyinin Nikel ile kaplanması için elektrod kaynağında ENi-1 veya MIG/TIG kaynağında ERNi-1 kaynak telleri veya ENiCu-7 elektrod –ERNiCu-7 MIG/TIG telleri kullanılabilir. Ancak bu alaşımlar düşük miktarda Titanyum içerebilir ve bu Titanyum bakır içerisinde mikro çatlaklara neden olabilir.

Bakır şayet yalın karbonlu bir çelik malzeme yüzeyine kapla-nacaksa minimum 3 sıra kaynak yapılması tavsiye edilmekte-dir. Genellikle çelik üzerine yapılan kaplamalarda ilk pasoda %15-20 arasında Demir (Fe) , ikinci paso da %8 ila % 4 arası Demir(Fe) ve 3 .paso’da ise %4-%1 Demir(Fe) elementine rastlanır ki bu da sağlıklı bir kaynak dikişi için %1 Fe’nin altına düşülmesi gerektiği bilindiği için elzemdir. Şayet imkan var ise 3 pasodan fazla kaynak yapmak, kaplama metalini kaynak sarf malzeme metalurjisine yaklaştıracağı ve bu da sağlıklı bir kaynak dolgu metali anlamına geldiği için , daha iyi olabilir.

b) Bakır ve Bakır alaşımlarının paslanmaz çelikler ile birleştirilmesi

Yalın karbonlu malzemelerdeki gibi bakır paslanmaz çelik içine sızarak çatlak riski oluşturabilmektedir. Yalın karbonlu çeliklerden farklı olarak paslanmaz çeliklerdeki Krom (Cr) çatlak riskini daha fazla arttırmaktadır.

Çatlak riskini elimine edebilmek için bakır-paslanmaz çelik birleştirmelerde bakırın ergime sıcaklığı düşük olması, kaynak sırasında iç gerilme ve demire bağlı intermetalik faz oluşumu sonucu çatlak oluşturm riski olduğu için mümkünse bakır kısma ENiCu-7 elektrod veya ErNiCu-7 kaynak teli ile tampon tabaka kaynağı yapmak ve daha sonra kaynak birleştirmesini Eni-1 elektrod veya ErNi-1 MIG/TIG kaynak teli ile yapmak gerekir. Paslanmaz Bakır birleştirmelerinde tampon tabaka sonrası mekanik dayanım açısından daha da iyi bir birleştirme elde edilmek istenirse ENiCrFe-2 elektrod veya ErNiCrFe-2 MIG/TIG teli kullanılabilir.

c) Bakır ve Bakır alaşımlarının kaplanmış çelikler ile birleştirilmesini içerir.

Bakır kaplanmış çelik malzemeler özel olarak patlama kaynak yöntemi ile çelik malzeme üzerine bakır malzemenin sıvanması ile elde edilmektedir. Bakırın yüksek korozyon dayanımı ve elektrik iletkenliğinden dolayı yüzeyine bakır kaplanan çelik malzemeler elektrik iletim ekipmanı, alkol damıtma tankı ve gıda endüstrisinde kullanım alanı bulabilmektedir.

Yüzeyine Nikel bronzu veya Aluminyum bronzu kaplanmış malzemeler ise genellike deniz suyundan tatlı su üreten tesislerde , eşanjörlerde ve deniz suyundan tuz elde eden ekipmanlarda deniz suyuna yüksek korozyon dayanımların-dan dolayı tercih edilirler.

Bakır kaplı çelik uygulamalarında bakır kalınlığı genelde tüm kalınlığın %10-20 ‘si aralığında olmaktadır. Bu malzemelerin kaynağında öncelikle çelik malzeme alaşımına uygun olarak uygun sarf malzemesi ile kaynatılması gerekmektedir. Daha sonra çelik malzemenin yüzeyi ERNi-1 veya ErNiCu-7 malzeme ile kaplandıktan sonra , bakır birleştirmesi için ErNiCu-1 kaynak teli kullanılabilir

c) Bakır kaynak sarf malzemeleri özet tablosu

Tablo 2.5’de bakır -bakır birleştirmeler için uygun kaynak sarf malzemelerine ait bilgiler bulunmaktadır. Tablo 2.6’da ise farklı cins malzemelerin ve bakırın farklı alaşımlarının bakır ile birleştirilmesi için uygun sarf malzemelere ait özellikler bulunmaktadır. Tablo 2.5 Bakır-Bakır birleştirmelerde kaynak sarf malzemeleri tavsiye tablosu

Ana Metal Özellikleri AWS’ye göre sarf malzemeklasifikasyonu

ÖnısıtmaSıcaklığı

Genel Adı JIS Sınıfı UNS Kodu. TIG MIG ElektrodOksijensiz Bakır C1020 C10200 ERCu

ERCuSi-AERCuSn-A

ERCuERCuSi-AERCuSn-A

ECuECuSiECuSn-A

300-500°C(200-450)Oksijeni alınmış bakır C1201

C1220C12000C12200

Kızıl Pirinç

C2100C2200C2300C2400

C21000C22000C23000C24000

ERCuSi-AERCuSn-AERCuAl-A2

ERCuSi-AERCuSn-AERCuAl-A2

ECuSiECuSn-AECuAl-A2

250-350°C(150-300)

Sarı Pirinç

C2600C2680C2720C2801

C26000C26800C27200C28000

ERCuSi-AERCuAl-A2

ERCuSi-AERCuAl-A2

ECuSiECuAl-A2

250-350°C(150-300)

Donanma Bronzu C4621C4640

C46200C46400

ERCuSi-AERCuAl-A2

ERCuSi-AERCuAl-A2

ECuSiECuAl-A2

200-300°C(100-250)

Fosfor Bronzu

C5111C5102C5191C5212

C51000C51000C51900C52100

ERCuSn-A ERCuSn-A ECuSn-A 200-250°C(150-200)

Aluminyum Bronzu C6161C6280

C61600C62800 ERCuAl-A2 ERCuAl-A2 ECuAl-A2 150-250°C

(100-200)

Silisyum Bronzu - C65100C65500 ERCuSi-A ERCuSi-A ECuSi Gerek yok

Nikel Bronzu C7060C7150

C70600C71500

ERCuNiYCuNi-1 (1)

ERCuNiYCuNi-1 (1)

ECuNi Gerek yok

Not: Önısıtma sıcaklığı parça kalınlığına göre değişmektedir. Kalın parçalar her koşulda ön ısıtmaya tabi tutulmalıdır Tablo 2.6 Farklı malzemelerin ve bakır türlerinin birbirleri ile kaynağında kullanılabilecek kaynak sarf malzemeleri

Metal (A)Metal (B) Nikel Bronzu Aluminyum

bronzuFosforbronzu

Silisyum bronzu Pirinç Saf Bakır

Çelik F4, B3, P0 F3, B1, P4 F2, B1, P3 F1, B1, P0F1, B2, P2 F1, B2, P1F3, B2, P2 F0, B3, P1

Saf Bakır F4, B1, P1 F3, B1, P1 F2, B1, P1 F1, B1, P1 F1, B2, P1Pirinç F4, B1, P2 F3, B1, P2 F2, B1, P2 F1, B1, P2Silisyum bronzu F4, B0, P0 F1, B0, P4 F2, B0, P3Fosfor Bronzu F2, B0, P3 F2, B0, P3Aluminyum bronzu F3, B0, P4Not: Tabloda bulunan işaretlerin açıklamaları için lütfen aşağıdaki tabloya bakınız İşaret Sarf Malzeme Tanımlaması İşaret Tampon Tabaka(1) İşaret Önısıtma(2)

TIG MIG ElektrodF0 ERCu ERCu ECu B0 Gerek Yok P0 Gerek YokF1 ERCuSi-A ERCuSi-A ECuSi B1 (B) malzemesinde P1 200-500°C bakır içinF2 ERCuSn-A ERCuSn-A ECuSn-A B2 (A) ve (B) malzemesinde P2 100-350°C pirinç içinF3 ERCuAl-A2 ERCuAl-A2 ECuAl-A2 B3 (B) Metalinde ERNi-1,

ERNiCu-7, ENi-1, or ENiCu-7P3 150-250°C Fos.Bron. için

F4 ERCuNi ERCuNi ECuNi P4 100-250°C Al. Bron. için

Not: (1) Belirtilen kaynak metaline , belirtilen sarf malzeme ile tampon kaynağı yapılmalıdır(2) Önısıtma sıcaklığı parça kalınlığına göre değişmektedir. Kalın parçalar her koşulda ön ısıtmaya tabi tutulmalıdır

Kimyasal Kompozisyon (%)Cu min 98 Sn 1,0

Al 0,10 Si 0,50

Mn 0,50

P 0,15

Uluslararası Standartlar

ISO 24373:2008 CuSn1(Cu 1898)

A5.7/A5.7M:2007 ErCu

Ek bilgiler

Kullanılabilecek Koruma Gazları

I1, I2, I3 (argon, helyum veya argon/helyum-karışımı)

PolarityMIG kaynağında DC(+) ve TIG kaynağında DC veya AC akım .

Üretilebilen Tel Çapları Ø mm

MIG telleri (mm) 0,80 - 2,40

TIG - telleri (mm) 1,6 - 6,0

Alaşımın Fiziksel ÖzellikleriElastisite Modülü (MPa) 121000

Termal iletkenlik katsayısı (20°C’de) (W/(mC)) 371

17.64

Ergime sıcaklığı (°C) 1075

Elektrik iletkenlik katsayısı (m/Ω*mm²) 55.6

Yoğunluk (g/cm )3 8,9

Mekanik Dayanım

Akma Dayanımı Rp0,2 (MPa) 100

Çekme Dayanımı Rm (MPa ) 210

Yüzde Uzama, A5,(%) 40

CuSn1-ERCu

Isıl genleşme katsayısı(20°C-100°C) (10-6/C)

Sertlik 60 HB

%98 oranında bakır içeren alaşım içinde düşük oranda bulunan fosfor ve silisyum sayesinde gözeneksiz ve yüksek elektrik iletkenliğe sahip kaynak metali elde etmeye olanak tanır. Kaynak sonrası kaynak metali renki saf bakıra yakın renktedir. Oksijeni alınmış bakır, elektrolitik bakır ve saf bakır döküm alaşımların kaynağında kullanılır.

Bakır boru , damıtma tankı veya dirsek gibi malzemelerin kaynağında kullanılabilir. Bakırın yalın karbonlu çelik ile birleştirme-sinde veya çelik malzemelerin yüzeyinin kaplanmasında kullanılır

Pb 0,02

Diğer 0,50

Kimyasal Kompozisyon (%)Cu Kalan P 0,02

Fe 0,5-2,0 Si 0,20

Mn 0,50-1,50

Ni 9,0-11,0


ISO 24373:2008 CuNi10 ( Cu7061 )

EN 14640:2005 CuNi10

Ek bilgiler









18,20


Elektrik iletkenlik katsayısı (m/Ω*mm²) 46.4


Mekanik Dayanım




CuNi10


Sertlik 80 HB

Luchs CuNi10 tuzlu su korozyonuna karşı çok iyi dayanım gösteren bir alaşımdır. Benzer kimyasal kompozisyondaki Nikel-Bakır alaşımlarının kaynağında ve kaplamasında kullanılabilir.

90/10 Cupronickel malzemelerden imal edilmiş makine parçalarında , tuzsuzlaştırma ekipmanlarında , gemi inşa sektöründe, petrokimya tesislerinde ve gıda işleme ekipmanlarında kullanılır.

C 0,05

Ti 0,1-0,5

Diğer 0,4

Kimyasal Kompozisyon (%)Cu Kalan P 0,02

Fe 0,4-0,7 Si 0,25

Mn 0,50-1,50

Ni 29,0-32,0


ISO 24373:2008 CuNi30Mn1FeTi ( Cu 7158 )

EN 14640:2005 CuNi30

A5.7/A5.7M:2007 ERCuNi

Ek bilgiler









17,50


Elektrik iletkenlik katsayısı (m/Ω*mm²) 47,4


Mekanik Dayanım




CuNi30-ERCuNi


Sertlik 115 HB

Tuzlu su korozyonuna karşı çok iyi dayanım gösteren bir alaşımdır. Genellikle gemi inşaa sektöründe ve deniz suyundan tatlı su elde etmeye yarayan tesislerde boru, pompa ve �anş gibi malzemelerde kullanılır.

Demir dışı malzemelerin ve farklı malzemelerin kaynağında ve sert lehimleme kaynağında kullanılır. %30’a kadar Nikel içeren benzer bakır alaşımlarının kaynağında ve paslanmaz çelik bakır birleştirmelerinde kullanılabilir.

C 0,04

Ti 0,2-0,5

Diğer 0,4

Kimyasal Kompozisyon (%)Cu Kalan Sn 4,0-6,0

Al 0,01 Diğer 0,5

P 0,10-0,40

Pb 0,02


ISO 24373:2008 CuSn5P ( Cu 5180 )

EN 13347:2002 CuSn5, CuSn6

A5.7/A5.7M:2007 ERCuSn-A

Ek bilgiler









18,0




Mekanik Dayanım




CuSn5P-ERCuSn-A


Sertlik 80 HB

Kalay bronzlarının kaynağında kullanılabilen bu alaşım ( Cu-Sn %6-%8) ayrıca teknik olarak kaynağı mümkün olan pirinç malzemelerin kaynağında da kullanılır. Kalay bronzu ve bazı pirinç alaşımları ile dökme demir-çelik grubu ailesindeki malzemel-erin birleştirmesinde kullanılır. Çelik malzmelerin vey pirinç malzemelerin yüzeyini kaplamada kullanılabilen bir alaşımdır.Genel kullanım alanları aynı veya benzer kompozisyondaki tüm kalay bronzu alaşımların birleştirmesinde , kimya ve petrokimya sanayinde üretim ve tamir bakım kaynaklarında kullanılabilir.

Kimyasal Kompozisyon (%)Cu Kalan Pb 0,02

Fe 0,1 Sn 7,5-8,5

Zn 0,2

Diğer 0,2

Ni 0,20

P 0,1-0,4


ISO 24373:2008 CuSn8P ( Cu 5210)

EN 13347:2002 CuSn8

A5.7/A5.7M:2007 -

Ek bilgiler









18,5




Mekanik Dayanım




CuSn8P


Sertlik 86 HB

Yapısında barındırdığı yüksek kalay oranından dolayı genellikle kaplama kaynaklarında tercih edilen bir alaşımdır. Kalay miktarının artması CuSn5P türündeki alaşıma göre malzemenin akma/çekme dayanımı ve sertliğini arttırmaktadır. Pekçok uygulama için rahatlıkla kullanılabilecek bu alaşım dökme demir parçaların çelik malzemeler ile birleştirmesinde de kullanılabilir.

Kimyasal Kompozisyon (%)Cu Kalan Si 0,2

Al 6,0-8,5 Zn 0,2

Diğer 0,4Mn 0,50

Pb 0,02


ISO 24373:2008 CuAl7 ( Cu 6100 )

EN 13347:2002 CuAl8

A5.7/A5.7M:2007 ERCuAl-A1

Ek bilgiler








Termal iletkenlik katsayısı (20°C’de) (W/(mC)) 58,7

15,5




Mekanik Dayanım




CuAl8-ERCuAl-A1


Sertlik 100 HB

Otomotiv sanayinde MIG Brazing (MIG Sertlehimleme) yönteminde yoğun olarak kullanılan bir alaşımdır. Rulman yataklarının tamirinde ve korozyon dayananımı istenilen yüzeylerin kaplamasında kullanılır. Şaft, pompa , valfsit ve pompa kaplamasında kullanılabilmektedir. Benzer alaşımdan imal edilen gemi pervanelerinin tamirinde de kullanılabilmektedir.


Al 8,5-11,0 Zn 0,02

Diğer 0,5Fe 1,50

Pb 0,02


ISO 24373:2008 CuAl10Fe1 ( Cu 6180 )

EN 14640:2005 CuAl10


Ek bilgiler









15,5




Mekanik Dayanım




CuAl10-ERCuAl-A2


Sertlik 166 HB

Oldukça yüksek dayanıma sahip olan bu alaşım Aluminyum bronzu, silisyum bronzu, mangan bronzu ve nikel bronzu gibi alaşım-ların birleştirme kaynaklarında kullanılabilmektedir. Bakır alaşımlarının , dökme demir , çelik ve pirinç gibi farklı malzemeler ile birleştirilmesi için de kullanılabilmektedir. Oldukça yüksek akma/çekme dayanımı yanı sıra yüksek sertliğe sahip olan bu alaşım özellikle gemi tamir sektöründe şarft, pervane , rulman yatağı gibi malzemelerin kaplmasında da kullanılabilmektedir.


Al 10,0-11,5 Zn 0,1

Diğer 0,5Fe 2,0-4,5

Pb 0,02


ISO 24373:2008 CuAl11Fe3 ( Cu 6240 )

EN 14640:2005 CuAl11Fe


Ek bilgiler









15,5




Mekanik Dayanım




CuAl11Fe3-ERCuAl-A3


Sertlik 166 HB

ERCuAl-A2 alaşımından yüksek oranda demir içeren bu alaşımın mekanik değerleri ve tokluğu daha yüksektir. Benzer kimyasal kompozisyona sahip döküm aluminyum bronzların kaynağında kullanılmaktadır. Yüksek aşınma dayanımı istenilen yüzeylerde kaplama kaynağı yapmak için en uygun alaşımdır.

Kimyasal Kompozisyon (%)Cu Kalan Ni 0,5-3,0

Al 7,0-9,5 Pb 0,02

Si 0,2

Si 0,2

Diğer 0,4

Fe 0,5-2,5

Mn 0,5-2,5


ISO 24373:2008 CuAl8Ni2Fe2Mn2 ( Cu 6327 )

EN 14640:2005 CuAl8Ni2

A5.7/A5.7M:2007 -

Ek bilgiler









17,1


Elektrik iletkenlik katsayısı (m/Ω*mm²) 5


Mekanik Dayanım




CuAl8Ni2


Sertlik 130 HB

Nikel -aluminyum bronzu olan bu alaşım benzer metalurjideki malzemelerin kaynağında ve kaplamasında kullanılır. Aluminyum kaplanmış saçların birleştirmesinde tampon tabaka olarak kullanılabilir. Pirinç boruların kaynağında da kullanılabilmektedir.

Kimyasal Kompozisyon (%)Cu Kalan Ni 4,0-5,5

Al 8,5-9,5 Pb 0,02

Si 0,1

Si 0,1

Diğer 0,5

Fe 3,0-5,0

Mn 0,6-3,5


ISO 24373:2008 CuAl9Ni5Fe3Mn2 ( Cu 6328 )

EN 14640:2005 CuAI9Ni5

A5.7/A5.7M:2007 ERCuAlNi

Ek bilgiler









17,5


Elektrik iletkenlik katsayısı (m/Ω*mm²) 5


Mekanik Dayanım




CuAI9Ni5-ERCuAlNi


Sertlik 150 HB

Nikel -aluminyum bronzu olan bu alaşım benzer metalurjideki malzemelerin kaynağında ve kaplamasında kullanılır. Tuzlu suya maruz kalan pervane ve şaft gibi malzemelerin tamir ve bakımında da kullanılabilmektedir.

Adres : Fatih mah. Yakacık cad. Hikmet sok. ACT PLAZA No: 3 Sancaktepe

İSTANBULTelefon: 0216 529 00 55

E-Mail: [email protected]

www.actkaynak.com

www.actkaynak.com

https://www.facebook.com/actkayn

https://www.linkedin.com/company/act-kaynak/?originalSubdomain=tr

https://www.youtube.com/channel/UCKetCzj1nKoq5BLzqBH2PMA

bakır alaşımların kaynağı ve kaynak sarf malzemeleri · elektrik ekipmanları damıtma...

Documents