MIG-MAG Kaynağı

İlk defa ABD'de alüminyum ve alaşımlarının, sonra da sırası ile yüksek alaşımlı çeliklerin, bakır ve alaşımlarının, karbon çeliklerinin kaynağında kullanılmış olan ve artık pek çok imalat sektöründe yoğun bir şekilde kullanılmakta olan yöntemi, eriyen bir elektrotu sürekli olarak besleyen ve bu elektrot ile kaynak dikişini olumsuz atmosferik etkilerden koruyan, bir gazın kaynak bölgesine sürekli gönderildiği bir işlemdir. Ark, helyum veya argon gibi asal bir gaz atmosferi altında yanar.

Şekil 2.11. MIG-MAG kaynak donanımı

Kaynak işleminin kontrolü, aşağıda belirtilen donanım elemanları ile sağlanır.

Donanım, arkın elektrik karakteristiklerini ve dolgu hızını kendisi düzenlediği için, yarı otomatik kaynak işlerinde kaynakçının yalnız kaynak tabancasının konumunu ve ilerleme hızını kontrol etmesi gerekir. Ark boyu ve akım seviyesi otomatik olarak sağlanır. Donanım elemanları temel olarak aşağıdaki parçalardan oluşur. Kaynak tabancası ve parçaları, elektrik akımı, soğutma suyu, koruyucu gaz ve telin hareketini saylayan kumanda sistemleri, doğru akım makinesi, akım şiddeti ve gerilim ayarı, kaynak elektrotu (Ecevit, 2006).

MIG-MAG kaynağında elektrota akımın yüklenmesi, ark bölgesine koruyucu gazın gönderilmesi torcun görevidir. Arkın çok yakınında bulunması nedeni ile özellikle, yarı otomatik yöntemlerde operatörün sıcaklıktan mümkün olduğu kadar az etkilenmesi için çeşitli biçimlerde torçlar geliştirilmişse de günümüzde en yaygın olarak kullanılanı, oksi- asetilen üflecini andıran biçimde bükülmüş olan türüdür. Tel elektrotun spiral içinde itilerek ilerletilmesi çok zor olan alaşımlar için tabanca şeklinde, üzerinde tel ilerletme tertibatı ve ufak bir tel kangalı bulunduran torçlar da üretilmektedir (Easterling, 1983; Anık, 1991; Tülbentçi, 1988, 1993, Ecevit, 2006).

MIG - MAG yönteminde tel elektrot sürekli olarak ilerlediği için tele elektrik iletimi bir kayar kontak ile sağlanır. Tel torcu terk etmeden biraz evvel bakır esaslı bir kontak lülesi içinden geçerken kaynak akımı ile yüklenir; bu kontak lülesine eş eksenli olarak, torcun ağız bölgesinde bir gaz lülesi bulunur ve bu lüle sayesinde, koruyucu gaz akımı laminer olarak kaynak bölgesine sevk edilir. Ark sıcaklığından etkilenen torcun sürekli olarak soğutulması gereklidir; düşük akım şiddetlerinde yapılan çalışmalarda koruyucu gaz akımı gerekli soğutmayı yapabilmektedir. Kalın elektrotların, yani yüksek akım şiddetlerinin kullanılması halinde ise su ile soğutma sistemi gereklidir. Su ile soğutma, doğal olarak düşük akım şiddetlerinde de daha iyi bir soğutma yaparsa da, uygulamada torçta sızdırmazlık sağlanması için kullanılan contaların bakımı külfetli olduğundan tercih edilmez (Easterling, 1983; Anık, 1991; Tülbentçi, 1988, 1993).

Torcun ark sıcaklığından en fazla etkilenen parçaları gaz ve kontak lüleleridir;

kontak lülesi, sıcaklığın yanı sıra hareket halindeki tele, kısa bir bölgede akımı ilettiğinden, yüksek bir akım şiddetinin ve kaynak banyosundan sıçrayan metal damlacıklarının etkisine de maruz kalmaktadır. Yüksek sıcaklık aşınmayı arttırarak telin geçtiği deliğin büyümesine ve dolayısı ile tele elektrik iletiminin zorlanmasına neden olur. Uygulamada, akım şiddetinin üst sınırlarında çalışılması halinde, kısa bir süre sonunda tel ilerleme hızında düzensizlikler görülmeye başlar, bu telin aşın ısınmış kontak lülesi içinde sürtünmesinin artmasından ortaya çıkmaktadır; bu olay temas düzensizliğine yol açtığından, arkın stabilitesini kaybetmesine, kaynaklı bağlantının da kalitesini yitirmesine neden olur. Uygun akım şiddetlerinde de eğer ısınma ortaya çıkıyorsa kontak lülesinin montajına dikkat etmek gereklidir; lüledeki sıcaklığın geriye

iletilmesi bağlantı soketinin tam yerme oturmaması veya temas yüzeylerinde yabancı madde (pislik v.b.) bulunması nedeni ile önlenmiş olabilir (Anık, 1991; Tülbentçi, 1987, 1993).

Şekil 2.12. Hava soğutmalı MIG tabancası (Sacks, 1976)

Torç kaynak makinasına, içinde tel elektrot kılavuzunu, akım kablosunu, koruyucu gaz hortumunu ve gerekli hallerde soğutma suyu geliş ve dönüş hortumlarını bir arada tutan metal spiral takviyeli ve kalın hortum ile irtibatlanmıştır, bu kaim hortuma torç bağlantı paketi adı da verilir. Kullanılan tel elektrotun malzemesine göre çeşitli türde kılavuzlar kullanılır; bazı yörelerde bu kılavuzlara spiral adı da verilir.

Kılavuz, tel ilerletme tertibatından kontrol lülesine kadar tel elektrotun sevk edilmesi görevini üstlenir; alüminyum ve alaşımları, Cr-Ni paslanmaz çelikler için plastik hortum, alaşımsız ve alaşımlı çelik elektrolar için ise spiral şeklinde yapılmış kılavuzlar kullanılır. Kullanılan kılavuz hortumun çapı, elektrot çapına uygun olarak seçilir;

uygulamada genellikle her kılavuz ile ancak iki birbirine yakın çaptaki teller kullanılabilir.

Tel elektrot sürme tertibatı, teli makaradan sağıp, önceden saptanmış bir hızla ark bölgesine gönderen bir mekanizmadır. Çalışma sistemlerine göre çekme, itme türü tertibatlar diye adlandırılırlarsa da prensip olarak çalışma bakımından birbirlerinden pek farkları yoktur. Hız ayan kademesiz bir mekanik tertibat veya gerilimi değiştirilerek hızı ayarlanan bir doğru akım motoru tarafından gerçekleştirilir. Günümüzde daha çok bu ikinci sistem tercih edilmektedir. (Anık, 1989; Anık ve Vural, 1996 ).

Şekil 2.13. Tel sürme tertibatı (Sacks, 1976)

Gerekli ayarlar yapılıp makinanın ana şalteri kapatılarak çalışmaya hazır hale gelinince, kaynağa başlamak için yan otomatik MIG-MAG makinalarında torç üzerindeki düğmeye basmak yeterli gelir. Bu anda, önce ayarlanmış debide koruyucu gaz akımı başlar, kısa bir süre sonra ark oluşur ve ark oluştuktan çok kısa bir süre sonra da tel sürme tertibatı devreye girer. Kaynağa son verilmesi halinde ise bu sıralamanın tersi oluşur. Büyük güçlü makinalarda ayrıca soğutma suyunun devreye giriş ve çıkışı da kumanda tertibatı tarafından gerçekleştirilir (Nikolaev and Ojhansky, 1977;

Khanapetov, 1979; Brumbaugh, J. E., 1980; Anık ve Vural, 1996).