Kaynakta 'ısıdan etkilenen bölge' nedir?
Isıdan etkilenen bölge (HAZ), kaynak sırasında nispeten yüksek sıcaklıklara maruz kalmanın bir sonucu olarak, erimemiş ve özelliklerinde değişikliklere uğramış metal alanıdır. HAZ, kaynak ile etkilenmeyen ana metal arasında yer alır. Şekil 1'de grafiksel olarak gösterilmektedir.
Şekil 1 Isıdan Etkilenen Bölge Konumunun Grafiksel Gösterimi
Isıdan etkilenen bölgenin (HAZ) genişliği, kaynak işleminin ısı girdisiyle ilgili olarak malzemeye giren ısı miktarından etkilenir. HAZ'ın boyutu ayrıca termal yayılımdan da etkilenir. Yüksek düzeyde termal yayılıma sahip olan malzemeler, ısıyı daha hızlı aktarabilir, yani belirli bir ısı girdisi seviyesi için daha hızlı soğurlar ve sonuç olarak HAZ genişlikleri azalır. Bakırın termal yayılımı çeliğinkinden önemli ölçüde daha büyüktür ve bu nedenle aynı ısı girdisi için bakırın HAZ'ı çeliğinkinden daha dar olacaktır.
Hangi tür kaynak işlemleri daha az HAZ üretir?
Kaynak işlemleri ile ilgili olarak, aynı malzeme, kalınlık ve bağlantının kaynaklandığı varsayıldığında, daha düşük ısı girdisi veren işlemler daha hızlı soğuyacaktır. Bu, daha küçük bir HAZ'a yol açacaktır. Tersine, daha yüksek ısı girdisi süreçleri daha yavaş bir soğutma hızına sahip olacak ve böylece daha büyük bir HAZ'a yol açacaktır.
Yaygın kaynak işlemlerinin ısı girdisini şu şekilde sıralayabiliriz:
Düşük: Gaz Tungsten Ark Kaynağı (GTAW)
Orta: Korumalı Metal Ark Kaynağı (SMAW), Gaz metal ark kaynağı (GMAW, Özlü ark kaynağı (FCAW) ve Metal Özlü Ark Kaynağı (MCAW)
Yüksek: Tozaltı Kaynak (SAW)
Çok Yüksek: Elektro Cüruf Kaynağı (ESW). Elektroslag Kaynak İşlemi yaygın bir kaynak işlemi olarak kabul edilmez, ancak kalın malzemelerin tek geçişte üretilmesi için kullanılır ve burada karşılaştırma amacıyla dahil edilmiştir.
Aşağıdaki Tablo 1'e referansla, çeliğin kaynağı için orta ila çok yüksek aralıkta tipik ısı girdileri (tipik kaynak parametreleri) olan üç işlem seçilmiştir. HAZ boyutundaki fark hemen belirgindir. 1.4 KJ/mm ısı girdisine sahip SMAW prosesi 2 mm genişliğinde bir HAZ'a sahipken, 88 KJ/mm'lik bir ısı girdisine sahip çok yüksek ısı girdisi ESW, 17.80 mm genişliğinde bir HAZ'a sahiptir.
Tablo 1. Kaynak İşlemi ve HAZ Genişliğinin Karşılaştırılması
Dolayısıyla, bu temsili tablodan, düşük ısı girdili kaynak işlemlerinin, diğer her şey eşit olmak üzere, ısıdan etkilenen en küçük bölgeleri ürettiği görülebilir. Şekil 2 , 75 mm'lik, çok geçişli bir SMAW kaynağının bir bölümünden x 5'ten daha düşük bir büyütmede bir makro kesiti göstermektedir. Isı girişi maks. 1.5KJ/mm'de kontrol edildi ve kalınlık nedeniyle malzeme de önceden 150°C'ye ısıtıldı. Elde edilen HAZ'ın genişliği 2.00 mm'dir.
Şekil 2: Üç bölgeyi gösteren bir SMAW Kaynağının makrosu. Ana Metal, Kaynak metali ve Isıdan Etkilenen Bölge (HAZ)
Metal özellikleri açısından, HAZ'ın kendi özelliklerini değerlendirirken göz önünde bulundurulması gereken başka şeyler de vardır. HAZ boyunca sıcaklıktaki farklılıklar nedeniyle, ayrı kısımlar farklı süreler için farklı sıcaklıklar gördükleri için farklı özelliklere sahip olacaktır.
Kaynak dışında çoğu kesme işlemi de bir HAZ üretir ve kullanılan metale ve kesme işlemine bağlı olarak kesimden sonra önlem alınması gerekebilir. Tersine, su jeti ile kesme işlemi malzemeyi ısıtmadığından bir HAZ oluşturmaz.