MIG MAG Eriyen Elektrod ile Ark Kaynağı - Gedik Eğitim Vakfı

Üç boyutlu ısı dağılımı halinde (kalın parçalar)
Burada:
q: Isı menbamın şiddeti,
λ: Isı iletkenlik katsayısı,
a:∂/p c ısı dağılım katsayısı,
x: Isı menbaının hareket yönündeki koordinat ekseni,
v: Isı membaının hızı,
p: Boyutsuz katsayı (çevreye ısı transferi ile ilgili).
Bütün eritme kaynak yöntemlerinde özellikle, elektrik ark kaynağında soğuma hızı; sertleşme meyli
fazla olan çeliklerde, gereken önlemler alınmadığı zaman, ısının tesiri altında kalan bölgede, martenzit
oluşumunu sağlayacak şiddettedir. Kaynak metali için yani erime bölgesi için böyle bir tehlike yoktur; zira,
elektrod üreticileri tarafından, kaynak metalinin bileşimi, hızlı soğuma halinde dahi sertleşme oluşturmayacak
şekilde ayarlanmıştır.
Isının tesiri altında kalan bölgede sert ve kırılgan bir yapının ortaya çıkması, soğuk çatlakların
oluşmasına neden olmaktadır. Kaynaktan sonra ortaya çıkan iç-gerilmelerin, çalışma şartlarındaki
zorlamaların ve kaynak banyosundan yayılan hidrojenin etkilerinin birbiri üzerine çalışması ve sertleşen
bölgenin plastik şekil değiştirme özeliğinin olmaması nedeni ile kılcal çatlaklar oluşmaktadır. Genellikle
yüzeyden görülmeyen bu çatlaklar zamanla kritik büyüklüğe erişince hiç beklenmedik bir anda ve büyük bir
hızla (çelik içerisinde ses hızının yaklaşık 1/3'ü kadar) parçanın kaynak dikişine paralel olarak boydan
boya kırılmasına neden olur.
İkinci Dünya Savaşı devam ederken ABD'de inşa edilmiş Liberty tipi şileplerin büyük bir kısmı bu
gevrek kırılma olayının kurbanı olmuş ve gemiler aniden iki parçaya bölünerek batmıştır. Bu çatlaklar genellikle
erime çizgisine çok yakın olduklarından (esas metal tarafında) bazen bir birleşme hatası gibi değerlendirilir
ve kusur kaynakçıya veya kaynak metaline yüklenir. Ancak, bu olayda gerçek neden çeliğin sertleşmeye olan
meylidir. Sertleşen çelikler ancak özel önlemler yardımı ile kaynak edilmelidirler.
Gayet iyi bilindiği gibi çeliklerin sertleşebilme, diğer bir deyimle; su alma yeteneğine etki eden en önemli
alaşım elementi karbondur. Karbon miktarı arttıkça sürekli soğuma TTT diagramında burun sağa doğru
kayar ve dolayısı ile daha yavaş soğuma hızlarında da sert yapı oluşur. Bu olay gözönünde bulundurularak
kaynakla birleştirilecek karbonlu yapı çeliklerinde karbon miktarının azami % 0.22 olabileceği
nizamnamelerde belirtilmiştir. Az alaşımlı çeliklerde bulunan mangan, krom, molibden, vanadyum gibi alaşım
99