Soğuk Kaynak:
Isı Olmadan Metalleri Birleştirme

Metallerin hepsinin, kaynak yapmak için ısıya ihtiyaçları yoktur. Bir kaynak işlemi düşünüldüğünde, akla ilk gelen şey ısı kullanımıdır. Metalleri erime noktalarına kadar ısıtmak ve bir araya getirmek, en yaygın kaynak yapma tekniğidir. Ancak biz size bu yazımızda ısısız kaynağın nasıl yapıldığından bahsedeceğiz.

A- A+

25.09.2019 tarihli yazı 20350 kez okunmuştur.

Sürtünme Karıştırma Kaynağı (FSW): İlke, Faydalar ve Uygulamalar

Sürtünme Karıştırma Kaynağı veya FSW, iki farklı malzemeyi birleştirmek için sürtünme tarafından üretilen ısıyı kullanan bir temas kaynağı işlemidir. Bu birleştirme tekniği, işlemde herhangi bir sarf malzemesi kullanmaz.

Sürtünme Karıştırma Kaynağı kullanmanın en önemli avantajlarından biri, işlemi tamamlanmış parçaların diğer kaynak yöntemleriyle karşılaştırıldığında sahip olduğu gelişmiş estetiktir. Ek olarak bir de düşük maliyetli ve yüksek performans göstermesini isteyen bağlantılar için ideal bir yöntemdir.

Soğuk Baskı Kaynak Makineleri

Sürtünme Karıştırma Kaynağı’nın çalışma prensibi, omuz ve uç dahil olmak üzere iki parçadan oluşan ergimeyen bir karıştırıcı yardımıyla takımın parça üzerinde kullanılmasıdır. Bu işlem farklı hızlara sahip dönen omuz ve karıştırıcı uca sahip takımın iki levha arasına daldırılması ve birleştirme hattı boyunca hareket ettirilmesi ile gerçekleşir. Diğer sürtünme kaynaklarında kaynaklanacak parçalar birbiri üstünde hareket ettirilirken, bu yöntemde tablaya alın alına sabitlenmiş parçalar birbirine sürtünmezler. Bu yöntemde ulaşılan en yüksek sıcaklık ergime sıcaklığının 0.8 katıdır.

Kulağa imkansız gelebilir, ancak Sürtünme Karıştırma Kaynağı, en popüler kaynak yöntemlerinden biridir.

Peki ısı kullanmadan metalleri birbirine nasıl birleştirebiliriz?

Kaynak işleminde ısı elementi, parçaların yeterince plastik hale getirilmesi için kullanılır, böylece atomların dağılması, iki iş parçası arasında veya ortada farklı bir ortam ile gerçekleşir.

Bununla birlikte, malzemeleri birleştirmek için ısı kullanmak zorunlu değildir. Soğuk durum kaynağı bunu gerçek zamanlı olarak göstermektedir.

Soğuk kaynak (aynı zamanda soğuk basınç kaynağı ve temas kaynağı olarak da bilinir) iki malzemeyi birleştirmek için basınç kullanır. Bilimsel olarak, bu işleme katı hal difüzyonu denir ve kaynak oluşturmak için baskı kullanır.

İki malzeme birbirine bastırıldığında, genellikle birbirlerine kaynak yapmazlar. Bunun temel nedeni, malzemelerin yüzeyinde bir oksit tabakası veya ince bir bariyer bulunmasıdır.

Soğuk kaynak yapılabilmesi için belirlenen bir hazırlık işleminden geçirilmesi gerekir. Hazırlık işlemi, metallerin üst oksit veya bariyer tabakasının çıkarılacağı şekilde temizlenmesini ya da fırçalanmasını sağlar.

Bu işlem metalin temizlenmesiyle ve ardından telin fırçalanmasıyla sağlanır.

Yeterli yüzey temizliğinden sonra her iki malzeme de yeterli kuvvetle mekanik olarak birbirine bastırılır. Bazı materyaller sadece yüksek basınçta basınç yapılabildiğinden, kuvvet miktarı malzemenin kendisine veya cinsine göre değişebilir.

Soğuk kaynak için gereken şartlardan biri ise malzemelerden en az birinin yumuşak olması ve ciddi bir sertleşme geçirmemesidir. Bu da kullanılacak malzeme listesini filtrelemektedir. Yumuşak metaller soğuk kaynak için en iyi seçimdir.

Köşeleri birleştirmek için, metalin bariyer katmanından çıkarılması, birleştirme işlemi sırasında meydana gelen plastik deformasyonun sonucunda otomatik olarak zarar verdiği için sık sık yapılması gerekmez. Bununla birlikte derz işlemi özel bir işlem gerektirir. Çünkü gelişigüzel yapılırsa malzemeler birbirine yapışmaz.

Soğuk Kaynağın Tarihçesi

►İlginizi Çekebilir: Geçmişten Günümüze Akıllı Bir Malzeme | Duralüminyum

Soğuk kaynağın yüzyıllar öncesine dayanan geçmişi vardır. Kazı yapan görevliler, bronz çağına ait soğuk kaynak gereçleri buldular.

İlk bilimsel olarak yapılan soğuk kaynak 1724’te Reverend J I Desaguliers tarafından deneyimlenmiştir.

Yapılan deney, aynı çapataki iki kurşun topu birbirine bastırıp büktüğünde birbirine yapışacakları gözlemiyle tamamlandı. Diğer testler ise her zaman olmasa da bağlanma kuvvetinin neredeyse ana metale benzer olduğunu göstermiştir.

Yeniden kristalleşme ve enerji hipotezini içeren fikri açıklamaya çalışan birçok teori vardır. Ancak bu teorilerin hepsi kanıtlanamamıştır.

Şu anda kesin olarak kabul edilen açıklama, iki metal birbirine bastırıldığında serbest iyonlarla elektronlar arasındaki etkileşimin sonucu olarak ortaya çıkan metalik bir bağın oluşmasıdır.

Soğuk işlem doğru malzemelerle ve gerekli şartlarıyla beraber yapıldığında sonuçlar genelde ana metal kadar güçlü olur.

Soğuk Kaynakların Çeşitleri

Mükemmel bir soğuk kaynak işlemi çok zordur. Bunun nedeni atmosferik koşullarda metalin üzerinde oluşan oksit tabakaları, yüzey düzensizlikleri, yüzey kirliliği ve daha fazla birçok etki vardır.

Soğuk kaynak işlemi yalnızca birbirine bastırılan iki yüzey arasında herhangi bir kirletici madde içermemesi durumunda gerçekleşir. Ayrıca yüzey ne kadar düz ve düzenli olursa kaynak o kadar kolay ve düzgün olur.

Soğuk kaynağın birleştirilebileceği metal tipleri konusunda da sınırlandırmalar vardır. Demir içermeyen yumuşak metaller, soğuk kaynak yapmaya uygun tek adaydır.

Bakır ve alüminyum en yaygın olarak kullanılan soğuk kaynak metallerdir. Karbon içeren metallerin soğuk kaynağı mümkün değildir.

Soğuk kaynağın en cazip gelen tarafı, sonuçta ortaya çıkan kaynakların ana malzemeninkiyle aynı güce sahip olmasıdır. Bu başarı metal işleyişinde yeniden yaratılması zor olan bir işlemdir. Soğuk kaynak, kırılgan intermetalik bileşiklerin oluşumu olmadan temiz ve güçlü kaynaklar sağlar.

►İlginiz Çekebilir: Dünyanın En Sert Metali Üretildi

Soğuk Kaynak Uygulamaları

Soğuk kaynak çoğunlukla kaynak tellerinde uygulanır. Herhangi bir ısı bulunmadığından ve işlem hızlı bir şekilde yapılabildiğinden, soğuk kaynak özellikle alüminyum, bakır, pirinç, çinko, gümüş ve gümüş alaşımları, nikel ve altın olmak üzere mükemmel kaynaklı teller sağlayabilir.

Kaynak tellerini soğukta kullanabilmeniz için elde tutulan ve hatta portatif ve kullanımı kolay el aletleri de bulunmaktadır.

Soğuk kaynak, daha önce tartıştığımız bakır ve alüminyum arasındaki gibi, birbirine benzemeyen metallerin birleştirilmesi gereken durumlarda da kullanılır.

Kaynak:

► Interestingengineering

Yazar: Damla KUBAT