Metal Gazaltı Ark Kaynağının (GMAW) Kavramı ve Sınıflandırılması
Metal Gazaltı Ark Kaynağı (GMAW), harici olarak sağlanan koruyucu gazın ark ortamı olarak görev yaptığı, tüketilebilir bir tel elektrot kullanan bir ark kaynağı işlemidir. Gaz, kaynak bölgesindeki erimiş metal damlacıklarını, kaynak havuzunu ve yüksek sıcaklıktaki metali korur. Farklı tel malzemelerine ve koruyucu gazlara göre aşağıdaki işlemlere ayrılır:
1. Kaynak Telinin Türüne Göre Sınıflandırma
- Katı tel kaynağı ve tozaltı kaynak teli kaynağı olarak ikiye ayrılır.
- İnert gaz (Ar veya He) korumalı katı tel, MIG kaynağı (Metal Inert Gaz Ark Kaynağı) olarak tanımlanır.
- Argon zengini karışık gaz korumalı katı tel, MAG kaynağı (Metal Aktif Gaz Ark Kaynağı) olarak adlandırılır.
- Saf CO₂ korumalı katı tel, basitçe CO₂ kaynağı olarak adlandırılır.
- Tozaltı kaynak teli için: CO₂ veya CO₂+Ar karışık gazın koruyucu gaz olarak kullanıldığı ark kaynağı, tozaltı kaynak teli gaz korumalı kaynak olarak adlandırılır; harici koruyucu gaz olmadan yapılan kaynak ise kendi kendine korumalı ark kaynağı olarak adlandırılır.
2. Standart MIG/MAG Kaynağı ve CO₂ Kaynağı Arasındaki Farklar
- CO₂ kaynağı düşük maliyet ve yüksek verimlilik özelliklerine sahiptir, ancak ağır sıçrama ve kötü kaynak görünümü gibi belirgin dezavantajları vardır. Bu nedenle, birçok endüstriyel uygulamada bunun yerine standart MIG/MAG kaynağı benimsenir.
- Standart MIG/MAG kaynağı, inert gaz veya argonca zengin karışık gaz korumasına dayanırken, saf CO₂ kaynağı güçlü oksitleyici özellikler gösterir. Bu temel fark, ilgili özelliklerini ve uygulama sınırlarını belirler.
3. MIG/MAG Kaynağının CO₂ Kaynağına Göre Başlıca Avantajları
- Sıçrama azaltma %50'den fazla: Argon veya argonca zengin gaz koruması altında kaynak arkı son derece kararlı kalır. Damlacık transferi ve sprey transferi sırasında kararlı ark performansı korunur. Düşük akımlı MAG kaynağında kısa devre transferinde bile, erimiş damlacıklar üzerindeki ark itmesi büyük ölçüde azalır ve sıçrama yarıdan fazla kesilir.
- Tekdüze ve estetik kaynak dikişi: MIG/MAG kaynağı, pürüzsüz, tekdüze ve görsel olarak çekici kaynak oluşumuyla sonuçlanan eşit, ince ve sabit damlacık transferini sağlar.
- Kaynaklanabilir reaktif metaller ve alaşımları: Kaynak atmosferi zayıf veya neredeyse hiç oksidasyona sahip değildir. MIG/MAG, sadece karbon çeliği ve yüksek alaşımlı çeliği değil, aynı zamanda alüminyum ve alüminyum alaşımları, paslanmaz çelik, magnezyum ve magnezyum alaşımları gibi reaktif metalleri de kaynaklayabilir. Kaynak prosesi performansını, kaynak kalitesini ve üretim verimliliğini büyük ölçüde artırır.
4. Darbeli MIG/MAG ve Standart MIG/MAG Kaynağı Arasındaki Farklar
- Standart MIG/MAG, yüksek akımda esas olarak sprey geçişini ve düşük akımda kısa devre geçişini benimser. Düşük akım işlemi hala ağır sıçrama ve zayıf şekillendirme sorunları yaşamaktadır. Özellikle alüminyum alaşımları ve paslanmaz çelik gibi reaktif metaller düşük akımda sorunsuz bir şekilde kaynaklanamaz.
- Bu sorunu çözmek için Darbeli MIG/MAG kaynağı geliştirilmiştir. Temel özelliği, her akım darbesinde bir damlacık transfer edilmesidir ve özünde sprey damlacık transfer moduna aittir.
- Optimal çalışma modu, bir darbe, bir damlacıktır. Darbe frekansını ayarlamak, damlacık transfer frekansını ve tel erime hızını kontrol eder. Damlacık çapı tel çapına yakındır, bu da geleneksel sprey transfer ve büyük damlacık transferine kıyasla daha düşük ark ısısı ve daha düşük damlacık sıcaklığı getirir.
Temel faydalar:
- Daha yüksek tel erime verimliliği;
- Daha az kaynak dumanı, daha düşük alaşım elementi kaybı ve daha iyi çalışma ortamı;
- Mükemmel ark yönlendirmesi ile minimum veya neredeyse sıfır sıçrama;
- İyi kaynak oluşumu, daha geniş kaynak genişliği, sığ parmak nüfuzu ve küçük takviye ile tüm pozisyonlarda kaynak için uygundur;
- Alüminyum alaşımları gibi reaktif metaller için mükemmel düşük akım kaynağı;
- Sprey transferinin kullanılabilir akım aralığını genişletir; kritik sprey akımından on amperlere kadar kararlı damla transferi elde edilebilir.
5. Darbeli MIG/MAG Kaynağının Dezavantajları
- Hiçbir süreç sınırsız değildir. Standart MIG/MAG kaynağı ile karşılaştırıldığında:
- Rutin operasyonda algılanan kaynak verimliliğinde hafif düşüş;
- Kaynakçı becerileri ve operasyonel deneyim için daha yüksek gereksinimler;
- Kaynak ekipmanının nispeten daha yüksek maliyeti.
6. Darbeli MIG/MAG'ın Zorunlu Olduğu Uygulama Senaryoları
- Pulsed MIG/MAG seçimi, kaynak işlemi gereksinimlerine bağlıdır. Aşağıdaki malzemeler ve endüstriler için esastır:
- Karbon çeliği: Basınçlı kaplar, kazanlar, kimyasal ısı değiştiriciler, merkezi klima ısı değiştiriciler ve hidroelektrik türbin spiral gövdeleri gibi yüksek kaynak kalitesi ve görünüm gerektiren uygulamalar.
- Paslanmaz çelik: Lokomotif parçaları ve kimyasal basınçlı kaplar dahil olmak üzere katı kalite ve görünüm standartlarına sahip düşük akımlı kaynak (200A altı).
- Alüminyum ve alüminyum alaşımları: Yüksek standartlı görünüm ve performans için düşük akımlı kaynak (200A altı), yüksek hızlı trenlerde, yüksek gerilim anahtarlarında ve hava ayırma ekipmanlarında yaygın olarak kullanılır.
- Bakır ve bakır alaşımları: GMAW aralığındaki neredeyse tüm bakır alaşımı kaynaklarında darbeli MIG/MAG prosesi kullanılır.