Kaynak Nedir?
Metalin kaynak kabiliyeti, metal malzemenin kaynak işlemine uyarlanabilirliğini ifade eder, esas olarak belirli kaynak işlemi koşulları altında yüksek kaliteli kaynaklı bağlantıların elde edilmesinin zorluğunu ifade eder.Genel anlamda "kaynak yeteneği" kavramı aynı zamanda "kullanılabilirlik" ve "güvenilirlik" kavramlarını da içermektedir.Kaynak kabiliyeti malzemenin özelliklerine ve kullanılan proses şartlarına bağlıdır.Metal malzemelerin kaynak kabiliyeti statik olmayıp gelişmektedir, örneğin başlangıçta kaynak kabiliyeti zayıf olduğu düşünülen malzemeler için bilim ve teknolojinin gelişmesiyle birlikte yeni kaynak yöntemlerinin kaynak yapılması daha kolay hale gelmiş yani kaynak kabiliyeti daha iyi hale geldi.Bu nedenle kaynak kabiliyetini konuşmak için proses şartlarını bırakamayız.
Kaynak kabiliyeti iki hususu içerir: birincisi, bağlantı performansı, yani belirli kaynak işlemi koşulları altında kaynak kusurlarının oluşma hassasiyeti;ikincisi pratik performanstır, yani kaynaklı bağlantının belirli kaynak işlemi koşulları altında kullanım gereksinimlerine uyarlanabilirliğidir.
Kaynak Yöntemleri
1.Lazer kaynağı(LBW）
2.ultrasonik kaynak (USW)
3. difüzyon kaynağı (DFW)
4.vb
1. Kaynak, yüzeylerin erime noktasına kadar ısıtılması ve daha sonra genellikle bir dolgu malzemesi ilavesiyle soğumasına ve katılaşmasına izin verilerek, genellikle metaller olmak üzere malzemelerin birleştirilmesi işlemidir.Bir malzemenin kaynaklanabilirliği, belirli işlem koşulları altında kaynaklanabilme yeteneğini ifade eder ve hem malzemenin özelliklerine hem de kullanılan kaynak işlemine bağlıdır.
2.Kaynaklanabilirlik iki açıdan ayrılabilir: ortak performans ve pratik performans.Birleşim performansı, belirli kaynak işlemi koşulları altında kaynak kusurlarının oluşma hassasiyetini ifade ederken, pratik performans, kaynaklı bağlantının belirli kaynak işlemi koşulları altında kullanım gereksinimlerine uyarlanabilirliğini ifade eder.
3.Diğerlerinin yanı sıra lazer kaynağı (LBW), ultrasonik kaynak (USW) ve difüzyon kaynağı (DFW) dahil olmak üzere çeşitli kaynak yöntemleri vardır.Kaynak yönteminin seçimi, birleştirilecek malzemelere, malzemelerin kalınlığına, gerekli birleştirme mukavemetine ve diğer faktörlere bağlıdır.
Lazer Kaynak Nedir?
Lazer ışını kaynağı ("LBW") olarak da bilinen lazer kaynağı, iki veya daha fazla malzeme parçasının (genellikle metal) bir lazer ışını kullanılarak birbirine birleştirildiği bir üretim tekniğidir.
Kaynak yapılan parçaların bir tarafından kaynak bölgesine erişim gerektiren temassız bir işlemdir.
Lazer tarafından oluşturulan ısı, bağlantının her iki tarafındaki malzemeyi eritir ve erimiş malzeme karışıp yeniden katılaştıkça parçaları kaynaştırır.
Kaynak, yoğun lazer ışığının malzemeyi hızlı bir şekilde ısıtmasıyla oluşur (genellikle milisaniye cinsinden hesaplanır).
Lazer ışını, tek dalga boyunda (monokromatik) tutarlı (tek fazlı) bir ışıktır.Lazer ışını düşük ışın sapmasına ve bir yüzeye çarptığında ısı yaratacak yüksek enerji içeriğine sahiptir.
Tüm kaynak türlerinde olduğu gibi LBW kullanıldığında da ayrıntılar önemlidir.Farklı lazerleri ve çeşitli LBW işlemlerini kullanabilirsiniz ve lazer kaynağının en iyi seçim olmadığı zamanlar vardır.
Lazer kaynak
3 tip lazer kaynağı vardır:
1. İletim modu
2. İletim/penetrasyon modu
3. Penetrasyon veya anahtar deliği modu
Bu lazer kaynağı türleri metale iletilen enerji miktarına göre gruplandırılır.Bunları lazer enerjisinin düşük, orta ve yüksek enerji seviyeleri olarak düşünün.
İletim Modu
İletim modu metale düşük lazer enerjisi iletir, bu da sığ kaynakta düşük nüfuziyet sağlar.
Sonuçlar bir tür sürekli nokta kaynağı olduğundan, yüksek mukavemete ihtiyaç duymayan bağlantılar için iyidir.İletim kaynakları pürüzsüz ve estetik açıdan hoştur ve genellikle derin olduklarından daha geniştirler.
İki tür iletim modu LBW vardır:
1.Doğrudan Isıtma:Parçanın yüzeyi doğrudan bir lazerle ısıtılır.Daha sonra ısı metalin içine iletilir ve baz metalin bazı kısımları erir, metal yeniden katılaştığında bağlantı noktası kaynaşır.
2.Enerji İletimi: Derz ara yüzüne öncelikle özel emici mürekkep uygulanır.Bu mürekkep lazerin enerjisini alır ve ısı üretir.Alttaki metal daha sonra ısıyı ince bir katmana iletir, bu da erir ve kaynaklı bir bağlantı oluşturmak üzere yeniden katılaşır.
İletim / Penetrasyon Modu
Bazıları bunu modlardan biri olarak kabul etmeyebilir.Sadece iki tür olduğunu düşünüyorlar;ya ısıyı metale iletirsiniz ya da küçük bir metal kanalı buharlaştırarak lazerin metale inmesini sağlarsınız.
Ancak iletim/penetrasyon modu "orta" enerji kullanır ve daha fazla nüfuzla sonuçlanır.Ancak lazer, anahtar deliği modunda olduğu gibi metali buharlaştıracak kadar güçlü değildir.
Penetrasyon veya Anahtar Deliği Modu
Bu mod derin, dar kaynaklar oluşturur.Bazıları buna penetrasyon modu diyor.Yapılan kaynaklar normalde geniş olanlardan daha derin ve iletim modlu kaynaklardan daha güçlüdür.
Bu tür LBW kaynağında, yüksek güçlü bir lazer ana metali buharlaştırarak, "anahtar deliği" olarak bilinen ve bağlantı noktasına kadar uzanan dar bir tünel oluşturur.Bu “delik” lazerin metalin derinliklerine nüfuz etmesi için bir kanal sağlar.
LBW İçin Uygun Metaller
Lazer kaynağı aşağıdakiler gibi birçok metalle çalışır:
- Karbon çelik
- Alüminyum
- Titanyum
- Düşük alaşımlı ve paslanmaz çelik
- Nikel
- Platin
- Molibden
Ultrasonik kaynak
Ultrasonik kaynak (USW), yüksek frekanslı mekanik hareketten üretilen ısının kullanılması yoluyla termoplastiklerin birleştirilmesi veya yeniden şekillendirilmesidir.Yüksek frekanslı elektrik enerjisinin yüksek frekanslı mekanik harekete dönüştürülmesiyle gerçekleştirilir.Bu mekanik hareket, uygulanan kuvvetle birlikte plastik bileşenlerin birleşme yüzeylerinde (bağlantı alanı) sürtünme ısısı yaratır, böylece plastik malzeme erir ve parçalar arasında moleküler bir bağ oluşur.
ULTRASONİK KAYNAĞIN TEMEL PRENSİBİ
1. Armatürdeki Parçalar: Birleştirilecek iki termoplastik parça, üst üste, fikstür adı verilen destekleyici bir yuvaya yerleştirilir.
2.Ultrasonik Korna Teması: Korna adı verilen titanyum veya alüminyum bir bileşen üst plastik parçaya temas ettirilir.
3. Uygulanan Kuvvet: Parçalara kontrollü bir kuvvet veya basınç uygulanarak onları fikstürle birbirine kenetler.
4.Kaynak Süresi: Ultrasonik korna, kaynak süresi adı verilen önceden belirlenmiş bir süre boyunca, inç'in binde biri (mikron) cinsinden ölçülen mesafelerde saniyede 20.000 (20 kHz) veya 40.000 (40 kHz) kez dikey olarak titreştirilir.Dikkatli parça tasarımı sayesinde bu titreşimli mekanik enerji, iki parça arasındaki sınırlı temas noktalarına yönlendirilir.Mekanik titreşimler termoplastik malzemeler aracılığıyla bağlantı ara yüzüne iletilerek sürtünme ısısı oluşturulur.Bağlantı arayüzündeki sıcaklık erime noktasına ulaştığında plastik eriyip akar ve titreşim durdurulur.Bu, erimiş plastiğin soğumaya başlamasını sağlar.
5. Tutma Süresi: Erimiş plastik soğuyup katılaşırken parçaların kaynaşmasını sağlamak için sıkma kuvveti önceden belirlenmiş bir süre boyunca korunur.Bu bekleme süresi olarak bilinir.(Not: Tutma süresi boyunca daha yüksek bir kuvvet uygulanarak iyileştirilmiş bağlantı mukavemeti ve sızdırmazlık elde edilebilir. Bu, çift basınç kullanılarak gerçekleştirilir).
6.Horn Geri Çekilir: Erimiş plastik katılaştığında, sıkma kuvveti kaldırılır ve ultrasonik korna geri çekilir.İki plastik parça artık birlikte kalıplanmış gibi birleştirilir ve tek parça olarak tertibattan çıkarılır.
Difüzyon Kaynağı, DFW
Temas yüzeylerinin atomların difüzyonu ile birleştiği ısı ve basınçla birleştirme işlemi.
Süreç
İki pres [2] arasına farklı konsantrasyonlarda iki iş parçası [1] yerleştirilir.Presler, iş parçalarının her kombinasyonu için benzersizdir; bunun sonucunda, ürün tasarımı değişirse yeni bir tasarım gerekli olur.
Malzemenin erime noktasının yaklaşık %50-70'ine eşdeğer ısı daha sonra sisteme sağlanarak iki malzemenin atomlarının hareketliliği artırılır.
Presler daha sonra birbirine bastırılarak atomların temas alanındaki malzemeler arasında yayılmaya başlaması sağlanır [3].Yayılma, iş parçalarının farklı konsantrasyonlarda olması nedeniyle gerçekleşirken, ısı ve basınç yalnızca işlemi kolaylaştırır.Bu nedenle basınç, atomların daha kolay yayılabilmesi için malzemelerin temas eden yüzeylere mümkün olduğu kadar yakınlaştırılması için kullanılır.İstenilen oranda atom yayıldığında ısı ve basınç ortadan kaldırılarak bağlanma işlemi tamamlanır.
