I. Giriş
Kaynak, Genel Olarak, Malzemelerin Kaynak Bölgesine ısı Ve/veya Basınç Yardımıyla Ilave Malzeme Kullanarak Veya Kullanılmadan Birleştirilmesi Işlemi Olarak Tanımlanabilir. Kaynak Yöntemleri şu şekilde Sınıflandırılabilir:
A. Ergitme Kaynağı
1. Gaz Ergitme Kaynağı
2. Gaz Kaynağı
3. Direnç Ergitme Kaynağı
4. Ark Kaynağı
5. Elektron ışın Kaynağı
6. Lazer ışın Kaynağı
B. Basınç Kaynağı
1. Soğuk Basınç Kaynağı
2. Sürtünme Kaynağı
3. Demirci Kaynağı
4. Gaz Basınç Kaynağı
5. Direnç Kaynağı
6. Ark Basınç Kaynağı
7. Difüzyon Kaynağı
ödevimin Konusu Dolayısıyla Bu Yöntemlerden Gaz Ergitme Kaynağının, Daha özel Olarak Da Bu Yöntemde Kullanılan Gazların üzerinde Duracağım.
Gaz Ergitme Kaynağı, En Eski Ergitme Kaynak Yöntemlerinden Biridir. Ancak Tig Kaynağı Gibi Gelişkin Kaynak Yöntemlerine öncülük Etmiştir.
Oksi-asetilen Kaynağı Olarak Da Anılan Gaz Kaynağında ısı Membaı Olarak Bir Alev Kullanılır. Alevin Oluşturulması Ve Sürdürülmesi Için Oksijen Gibi Yakıcı Bir Gaz Gereklidir. Alev, Hem Esas Maddeyi Hem De Kaynak Bölgesine Sevk Edilen çubuk şeklindeki Metali Ergitir. Gaz Ergitme Kaynağı Düşük Yatırım Maliyetiyle üniversal Bir Uygulama Kabiliyetine Sahiptir.
Ii. Gaz Ergitme Kaynağında Kullanılan Gazlar
A. Oksijen
Gaz Ergitme Kaynağında Yanıcı Gazlara Ek Olarak Oksijen Gibi Yakıcı Bir Gaza Ihtiyaç Vardır. Kaynak Için Gerekli Oksijen Havanın Ayrıştırılmasıyla Elde Edilir. Genel Saflık Derecesi %99.5’tir. Gaz Formunda Veya Sıvılaştırılmış Olarak Taşınır. Düşük Miktarda Tüketileceği Zaman çelik Tüplerde Gaz Formunda Depolanır. Tüplerin Basıncı 150-200 Bar Arasındadır Ve Hacimleri Ise 40-50 Litredir. çok Sayıda Tüketim Noktasının Bulunması Gereken Işletmelerde Ise, Tek Tek Tüplerden Tüp Bataryaları Oluşturulabilir. Daha Büyük Tüketim Durumlarında Sınır 300-1000 M3/ay’dır Ve Kullanım Yerinde Bulunan Sabit Tanklarda Düşük Sıcaklıklarda Sıvılaştırılmış Olarak Depolanır.
B. Yanıcı Gazlar
Gaz Ergitme Kaynağında Kullanılan Başlıca Gazlar şunlardır:
Kaynaktan Sarfı Karşılaştırılabilse Bile, Hem Kalite Hem De Iktisadi Bakımdan Ayrı Ayrı Hallerde , Hangi Hallerde, Hangi Gazın Uygun Olduğunu Tespit Etmek Her Zaman Kolay Değildir. Bunu Basit Bir şekilde Gösteren Ve Her Yerde Uygulanması Mümkün Olan Bir ölçü Yoktur. Gazın Ne ısıl Değeri, Ne Alev Sıcaklığı, Ne De Fiyatı Başlı Başına Bir Karar Vermeye Kafi Gelmez.
Diğer Yandan, Kaynak Tekniğinde Kullanılacak Yanıcı Gazlardan özellikle Aşağıdaki şartları Gerçekleştirmesi Istenir:
A. Yüksek Bir ısıl Değer
B. Yüksek Alev Sıcaklığı
C. Yüksek Tutuşma Hızı
D. Ergimiş Haldeki Kaynak Banyosunu Havanın Zararlı Etkisine Karşı Koruma
E. Artıksız Yanma
F. Ucuz Ve Kolay üretilebilme
özellikler Gazlar
Asetilen Hidrojen Havagazı Propan Bütan
Molekül Ağırlığı 26 2 - 44 58
özgül Ağırlığı
Gaz Halde (kg/m3)
Sıvı Halde (kg/dm3)
1,17
0,545
0,09
-
0,5
-
1,96
0,51
2,59
0,58
Hacmi (dm3 /kg) - - - 1,956 1,725
Karışımın Oranı
Hava (m3/m3)
Hava Oksijen (m3/m3)
Tüp Oksijen (m3/m3)
12
2,5
1,1
2,4
0,5
0,5
10
2,5
2,5
24
5
5
31
6,5
6,5
Isıl Değeri
Gaz Halde (kcal/m3)
Sıvı Halde (kcal/kg)
(kcal/dm3)
13600
11600
-
2580
2850
-
4200
7250
-
21700
11070
5660
28300
10920
6330
Alev Sıcaklığı
Hava Ile (c)
Oksijen Ile (c)
2100
3120
2280
2280
1800
2000
1925
2780
1987
2500
Kendiliğinden Tutuşma Sıcaklığı (c) 335 585 590 666 431
Tutuşma Sınırı
%hacim (üst)
(alt)
G/m3 (üst)
(alt)
2,3
8,2
24
890
4
75
3,3
63
5
36
-
-
1,9
9,5
3,5
174
1,6
8,5
38
205
Tutuşma Hızı
Hava Ile Max. (cm/s)
O2 Ile (cm/s)
130
1310
267
890
80
705
32
450
32
450
Patlama Sıcaklığı
O2 Ile (c) 1280
- 770
-920 1255
-1600 -
- -
-
Kritik Sıcaklık (c) 37 - - 97 153
Kritik Basınç (atü) 96 - - 40,5 35,3
Buharlaşma Basıncı (kg/cm2, 20c’de) - - - 8,6 3,5
Alev Gücü (max)
Gaz Oksijen
Kcal/ Cm2, S
30/60
10,7
75/25
3,34
58/42
3,03
18/82
2,56
-
-
Tabla-1 Gaz Ergitme Kaynağında Kullanılan Gazların Fiziksel özellikleri
Yukarıda Fiziksel özellikleri Görülen Gazlardan Asetilen, Tutuşma Hızı,alev Gücü Ve Sıcaklığının Diğer Gazlardan Fazla Olması Dolayısıyla, Kaynak Tekniğinde Diğer Gazlardan Daha Fazla Kullanılmaktadır.
A. Hidrojen:
Kaynak Tekniğinde Hidrojen çok Nadir Hallerde Kullanılır. örneğin, çok Ince Alüminyum Ve Kurşun Saçların Kaynak Ve Lehim Işleri Gibi. Alev Sıcaklığı 2100c Olduğundan Saç Kalınlığı Arttıkça, Tavlama Zamanı Da Yükselir. Hidrojen Piyasaya 40 Litrelik Tüplerde 150 Atm Altında Sevk Edilir.
Hidrojen Tatsız, Kokusuz Ve Renksiz Bir Gazdır. 1 M3 Hidrojen 10 Gr Olup, Aynı Hacimdeki Oksijenden 15,9 Defa Daha Hafiftir. Hava Ile 9-18% Oranları Arasında Karıştığı Zaman Patlayıcı Bir Gaz Karışımı Oluşturur.
B. Metan (ch2):
Metanın ısıl Değeri 8850 Kcal/ Cm3 Olmasına Rağmen, Alev Sıcaklığı Düşük Olduğundan, çeliği Sıvı Hale Getirmesi Oldukça Zordur. Yanma Hızının Düşük Olması Yüzünden, çok Defa Hidrojen, Asetilen Veya Etilenle Karıştırılarak, Yanma Hızı Yükseltilmeye çalışılır. Buna Rağmen Böyle Bir Karışım Kaynak Tekniği Için Herhangi Bir Anlam Ifade Etmez.
Metan Hava Ile 6,0-13,0 Oranları Arasında Karıştığı Zaman Patlayıcı Bir Gaz Karışımı Oluşturur.
C. Hava Gazı:
Hava Gazı, çeşitli Gazların Bir Karışımından Ibarettir. Bunu Takriben %60’ı Hidrojen, %12’si Co, %25’i Metandan Oluşup, Geri Kalanı Da Etilen, Azot Ve Karbon Dioksittir.
özgül Ağırlığı 0,4-0,6 Kg/m3 Ve ısıl Değeri De 3500-4500 Kcal/m3 Arasında Değişir. Gerek ısıl Değerinin Gerekse Alev Sıcaklığının Düşük Olması Nedeniyle Kaynak Tekniğinde Nadiren Ancak Ince Saçların Kaynağında Kullanılır. Bazen Alev Sıcaklığının Yükseltilmesi Için Hava Gazına Asetilen Karıştırılır. Hava Gazı Daha Ziyade Kesme, Lehimleme Ve Yüzey Sertleştirme Işlemlerinde Kullanılır.
D. Propan Ve Bütan:
Her Iki Gazın Da ısıl Değeri Yüksek Olmasına Rağmen, Tutuşma Hızı Ve Alev Sıcaklıkları Düşüktür. Bu Sebepten ötürü Daha Ziyade Kesme, Tavlama Ve Lehimleme Işlerinde Kullanılırlar. Birer Karbonlu Hidrojen Olan Propan Ve Bütan Gazları, Tüplerde Sıvı Halde Bulunur
E. Benzin Buharı:
Sıvı Halde Bulunan Benzin Buharı özellikle Su Altında Yapılan Kesme Işleminde Kullanılır. Sıva Benzinin özgül Ağırlığı 0,7 Kg/litre Ve ısıl Değeri 10000 Kcal/kg Civarındadır. Benzin-hava Karışımı %1,4’ten Itibaren çok Tehlikeli Bir Gaz Karışımı Teşkil Eder.
F. Benzol Buharı:
Benzol Eskiden özel Kaynak Ve Kesme Işlerinde Kullanılmasına Rağmen Bugün Yerini Asetilene Terk Etmiş Durumdadır. özgül Ağırlığı 0,83 Kg/lt Ve ısıl Değeri 9600 Kcal/kg’dır.
G. Asetilen:
Gaz Ergitme Kaynağı Tekniğinde Yanıcı Gaz Olarak Yoğunlukla Asetilen Kullanıldığından, Bu Gaz üzerinde Daha Fazla Durmak Gerekmektedir.
Asetilen, Karpitin Su Ile Temas Etmesi Sonucunda Elde Edilen Bir Gazdır. Kimyada Kalsiyum Karbüre Karpit Adı Verilir. Karpit, Ark Fırınlarında Kireç Taşı Ile Kok Kömürü Arasındaki Reaksiyon Neticesinde Meydana Gelir. Bu Reaksiyona 56 Birim Kireç Taşı Ve 36 Birim Kok Kömürü Katılır. Reaksiyonun Meydana Gelmesi Için Ark Fırınında Bir Ton Karpit Başına 3000-3500 Kwh Elektrik Enerjisine Ihtiyaç Vardır. Tepkime 2000c Sıcaklıkta Gerçekleşir.
Kimyasal Saf Karpitin Bir Kilogramı 0c’de Ve 760 Mm Cıva Basıncında 350 Litre, 15c’de Ve Yine Aynı Basınçta 372 Litre Asetilen Verir.
Karpitin Su Ile Teması Aşağıdaki Tepkime Neticesinde Asetilen Oluşturur.
Cac2 + 2h2o = C2h2 + Ca(oh)2 + ısı
Bu Tepkimede 1 Kg Karpitten 0,406 Kg = 350 Litre Asetilen Elde Edilir. Pratikte Ise Bu Miktar 250 Litre Olarak Hesabedilir.
Asetilenin 760 Mm Civa Basıncında Ve 0c’de özgül Ağırlığı 1,17 Kg/m3 Olup, Havadan Biraz Hafiftir. 1 Kg Asetilen 760 Mm Civa Basıncı Altında, 0c’de 854 Lt, 15c’de De 900 Lt’dir.
Asetilen, Içerisinde Mevcut Fosforlu Hidrojen Dolayısıyla Sarımsağımsı Bir Kokuya Sahiptir. Asetilenin Kritik Sıcaklığı 37c Ve Kritik Basıncı Da 67 Olup, Atmosferik Basınçta -80c’de Sıvı, -83c’de Katı Hale Geçer.
Asetilenin Hava Veya Oksijenle Teşkil Ettiği Karışımlar çok Tehlikelidir. Bu Karışımların Tutuşması Halinde Büyük Patlamalar Meydana Gelir.
Asetilen Kararsız Bir Karbonlu Hidrojen Olduğundan, Ayrışabilir. Asetilen, 1,5 Atm.’den Daha Yüksek Basınçta Sıkıştırıldığı Zaman Ayrışmaya Başlar. Aynı Zamanda Tutuşma Ve Yanma Olmaksızın, 11 Misli Bir Basınç Artışı Ile Infilak Edebilir. Bu Bakımdan Asetilen Muhafaza Cihazlarında Müsaade Edilen Sınır 1,5 Atm.’de 60c’dir.
Asetileni Doğrudan Doğruya Atölyede Istihsal Cihazından Elde Etmeyip, Tüplerden Hazır Durumda Kullanmak Da Mümkün Ve Yaygındır. Bu şekilde Hem Kullanılması Kolaylaşır Hem De Birçok Fayda Sağlar.
Asetilen Tüplerinin Içinde öncelikle Gözenekli Sünger Gibi Bir Madde Bulunur. Bu Madde, Tüpün Hacminin %25’ini Işgal Eder. Geri Kalan Hacmin %38’ini Aseton Kaplar. Aseton, Gözenekli Madde Tarafından Emilir. Kalan %29’u Da Gaz Girince Asetonun Genişlemesi Için Muhafaza Edilir. Son %8’lik Hacim De Emniyet Için Bırakılır. Asetilenin Aseton Içinde Eritilmesi, Yüksek Basınçlarda Infilakını Engellemek Için Kullanılır.
Tüp Asetilenin Istihsal Cihazlarında Elde Edilen Asetilene üstünlüklerini şöyle Sıralayabiliriz:
A. Daha Temizdir.
B. Her Türlü Hava şartları Altında Ve Her Yerde Kullanmak Mümkündür.
C. Kazalara Karşı Geniş ölçüde Emniyetlidir.
D. Daha Kolay Taşınabilir.
E. Kireç çamuru Bahis Konusu Değildir.
Ancak Tüp Asetilen, Karpit Kazanından Elde Edilen Asetilenden Daha Pahalıdır.
NOT: Sitedeki dosyalar üye olmak için öğrencilerin, öğretmenlerin,
Akademisyenlerin gönderdiği dosyalardan oluşmaktadır. Tümü Eğitim ve öğretim
amaçlıdır. Bu dosyaların tümünün editörden kontrol edilerek geçirilmesi yoğun
bir emek gerektiğinden, gözden kaçmış olanlar olabilir. Ayrıca bir üyemiz
tarafından gönderilen bir dosyanın telif hakkına tabi olup olmadığını her
durumda tespit edemeyebiliriz. Böyle bir durumu fark etmeniz halinde dosyanın
siteden kaldırılması için dosya adını bize mail atmanız halinde İlgili dosya 1 saat içerisinde ivedilikle
siteden kaldırılır ve kaldırıldığına dair bilgilendirme size mail yolu ile bilgi
verilir.
Telif haklarına gösterilen özen konusunda bize yardımcı olduğunuz için teşekkür ederiz..
