Takım Çeliklerinin Kaynağı
Takım Çelikleri Nedir, Çeşitleri Nelerdir ?
Takım çelikleri çok çeşitli malzemelerin talaşlı imalat, kesme, delme, presleme, döküm, dövme gibi işlemlerle şekillendirilmesinde kullanılan yüksek sertlik, tokluğa sahip veya sıcaklık dayanımları yüksek olan çeliklerdir. Kendi içinde soğuk iş takım çelikleri, sıcak iş takım çelikleri, plastik takım çelikleri, yüksek hız takım çelikleri olarak dört gruba ayrılır:
Soğuk İş Takım Çelikleri: 200 °C’nin altındaki uygulamalarda kullanılan takım çelikleri bu grupta yer alır. Takımlarda genellikle abrazyon aşınması görülür. Çelikler için gereken sert aşınmaya dirençli karbürler genellikle krom, molibden, vanadyum ve volfram ile sağlanır. Diş açma takımları, makas bıçakları, kesici takımlar, civata baş dövme takımları, derin çekme takımları bu gruba örnek olarak verilebilirler.
Sıcak İş Takım Çelikleri: 200 °C’nin üzerindeki sıcaklıklarda kullanılan takım çelikleridir. Yüksek sıcaklık dayanımı molibden, tungsten, vanadyum gibi elementlerle sağlanır. Dövme kalıpları, dövme takımları, döküm kalıpları, sürekli döküm merdaneleri, sıcak kesme bıçakları, çekiçleme kalıpları, sıcak iş takım çeliklerine örnek olarak verilebilir.
Yüksek Hız Takım Çelikleri: Takım ucu kızacak ölçüde, yüksek sıcaklıklarda dahi sertliğini koruyarak talaş kaldırabilen takım çelikleridir. Tungsten, molibden, vanadyum krom gibi elementlerin malzemeye katılmasının yanında yüksek sıcaklıklarda istenilen dayanımın malzemeye kazandırılabilmesi amacıyla karbürlerin homojen dağılımı için sıcak haddeleme ve malzemeye uygun özel ısıl işlem uygulanmalıdır. 600 °C’lerde bile sertliklerini koruyan kesme ve delme takımları bu grup için örnek olarak verilebilir.
Plastik İş Takım Çelikleri: Genellikle plastiklerin enjeksiyon, ekstrüzyon, şişirme ve presleme teknikleriyle şekillendirilmesinde kullanılırlar. Diğer takım çeliklerine göre korozyon dayanımı, parlatılabilirliği ve desen alma kabiliyetleri yüksektir. Krom, mangan, molibden, nikel, vanadyum ve alüminyum gibi alaşım elementleri içerirler.
Takım Çeliklerinin Kaynağı Nasıl Yapılır?
Yüzde 0.2’ den fazla oranda karbon içeren çeliklerin kaynak kabiliyetleri düşüktür. % 0.8 – 1.5 karbon oranına sahip olan takım çeliklerinin kaynağı çatlama riski yüksek olduğundan dolayı oldukça zor bir prosestir. Bu yüzden takım çeliklerinde daha çok birleştirme değil tamir ve bakım kaynağı uygulanır. Tasarım değişikliği nedeniyle kalıbın revizyonu, hazırlanmış parçaların birleştirilerek kalıp haline getirilmesi zorunluluğu için yapılan birleştirme kaynakları dışında, ağırlıklı olarak aşınmış yüzeylerin sert dolgu uygulamaları, çatlakların tamiri gibi proseslerde kaynak uygulaması gerçekleştirilir.
Ön Hazırlık: Takım çeliklerinin kaynak uygulaması öncesi parça yüzeyinin kontrolü ve ön hazırlığı önem arz etmektedir. Yüzey temizliği kontrol edilmeli , yağ , kir gibi etkenler uygulama öncesi mutlaka temizlenmelidir. Parça yüzeyinde çatlak olup olmaması göz ile ya da penetrant test ile muayene edilmeli, herhangi bir çatlak oluşumu var ise kaynak öncesi mutlaka müdahale edilerek temizlenmelidir. Kaynak ağzı tasarımında “U” kaynak ağzı tercih edilmelidir.
Ön Tav: Kaynak öncesi ön tav uygulanması önem arz etmektedir. Ön tav soğuma hızını düşürerek çarpılma ve çatlama riskinin azaltılmasını sağlar. Ön tav sıcaklığı takım çeliğinin menevişleme sıcaklığının altında ve kullanılacak kaynak metalinin martenzitik dönüşüm sıcaklığının ise 50-100 °C üzerinde olmalıdır. Kaynak esnasında ise kaynak bölgesi daima bu sıcaklık aralığında tutulmalıdır. Ön tav sıcaklığı, az alaşımlı çeliklerden imal edilmiş takım çeliklerinde 200-300 °C, yüksek alaşımlı çeliklerden imal edilmiş takım çeliklerinde 300-400 °C, sıcak iş takım çeliklerinde 400-600 °C, yüksek hız takım çeliklerinde ise 400-500 °C olarak tavsiye edilir. Isıtma yavaş ve homojen olmalıdır. Tavsiye edilen ısıtma hızı 50 °C/saat’tir.
Kaynak Uygulaması ve Dolgu Malzemesi Seçimi
Takım çeliklerinin kaynağında ısı girdisi düşük tutulmaya çalışılmalıdır. TIG gibi ısı girdisinin düşük olduğu kaynak yöntemleri tercih edilmeli, elektrik ark kaynağı uygulaması yapılacaksa mümkün olduğu kadar düşük çaplı elektrotlar kullanılmalıdır. Tüm kaynak yöntemlerinde minimum gerilim ve akım parametreleri kullanılarak kaynağın yapılması önerilmektedir.
Her pasodan sonra curuf temizliği özenle yapılmalı ve dikiş sıcakken hafifçe çekiçlenmelidir. Kaynak sonrası dikişin yavaş soğutulması önemlidir.
Kaynak işlemi sonrasında keskin köşe ve kenarların oluşmasına izin verilmemelidir. Kaynak bitiminde krater oluşumunun önüne geçilmelidir.
Çok paso gerektiren sert dolgu uygulamalarında paso sayısı 3’ü geçmemelidir. Ana malzeme ile sert dolgu uygulaması arasında tampon kaynağı uygulanabilir.
Tampon kaynağı için Gekatec 229 SUPER elektrotları ya da gazaltı kaynak uygulamalarında GeKa Elox SG 312 MIG veya TIG telleri kullanılabilir.
Takım çeliği kaynak uygulamalarında dolgu malzemesinin seçiminde, takım çeliğinin kimyasal kompozisyonu, ısıl işlem durumu, eğer sert dolgu uygulaması yapılacak ise istenilen sertlik değeri önemli rol oynar. Normalize edilmiş takım çeliklerinde dolgu malzemesinin kimyasal kompozisyonunun takım çeliği ile aynı olması istenilirken, sertleştirilmiş takım çeliklerinde kaynak metalinin sertliği ve sıcaklığa dayanımı gibi özelliklerinin benzer olması beklenir.
Soğuk iş takım çeliklerinin sert dolgu uygulamalarında GekaTec Tool 60 elektrotu kullanılırken, GeKatec Tool 55 SG ve GeKatec Tool 60 SG gazaltı kaynak telleri ve çubukları ile oldukça tatmin edici sonuçlar alınmaktadır. GekaTec Tool 60 elektrotu ve GeKatec Tool 60 SG gazaltı kaynak telleri ve çubuklarının kaynak dolgusu hız çeliği yapısında olup, yüksek hız çeliklerinin sert dolgu uygulamalarında da tercih edilirler. Sıcak iş takım çeliklerinin dolgu kaynaklarında kullanılan GeKatec Tool 45 SG kaynak teli yüksek sıcaklıklarda aşınma ve darbeye karşı oldukça iyi dayanım sağlar.
