Kaynak Makinası Nedir? Çalışma Prensibi – Çeşitleri 

Kaynak makinası: Metal iş endüstrisinde önemli bir yeri olan elektrik kaynak makinalarıdır. Metalleri ve alaşımları birleştirmek, birbirine kaynatmada elektrik akımının verdiği ısıdan yararlanılır. Benzer yapıda bir veya daha fazla metalin ısı ile eritilerek birleştirmesine kaynak denir.

Elektrik kaynak makineleri, metal veya plastik malzemeleri kalıcı olarak birleştirir. Kaynak tekniğine göre farklı kaynak makineleri vardır. Kaynak, açık veya kapalı alanlarda veya su altında yapılabilir. PVC boruları ve termoplastik malzemeleri birleştirmek için de kullanılmaktadır.

Kaynak yapımı, Tunç Çağ’ı, Avrupa ve Orta Doğu’da Demir Çağı’na kadar uzanır. Günümüzde kaynak yapımı yüksek yapılarda, daha sonraları gemi inşaatı ve köprülerde kullanılmıştır. Kaynaklı birleşimler çelik yapılarda, çelik tasarrufu sağlar. Bundan dolayı yapımı daha kısa zamanda olduğundan yaygın kullanılır.

Kaynak Makinası Çalışma Prensibi

Elektrik akımının zıt uçlarının birbirine yaklaştırılması ile elektrik enerjisi ısı enerjisine dönüşür.

1892 yılından beri kullanılan Slavianoff yöntemine göre:

Negatif (-) ucunun, pozitif (+) ucuyla kaynak yapılacak noktada bir araya getirilir. Birleşimi sağlamak için aradaki malzeme eritilerek, malzemenin aradaki boşluğu doldurması sağlanmış olur. Kaynak makinalarının kullanımında yeterli elektriğin sağlanması için kaynak trafoları, kaynak jeneratörleri ve kaynak redresörleri kullanılmaktadır.

Kaynak Makinası Çeşitleri

Elektrik kaynak makinaları iki şekilde üretilir.

1-) Elektrik Direnç Kaynağı

Elektrik akımı, bir elektrik direnç devresinden geçerken büyük bir dirençle karşılaşırsa orada şiddetli bir ısınma yapar. Bu ısınmada uçlar kaynak tavına gelir. Parçalar birbirine kuvvetle pres edilirse uçlarda kaynama sağlanır.

Bu prensibe uyan kaynağa direnç kaynağı adı verilir. Elektrik direnç kaynağı için alternatif akım (AA) kullanılır. Trafolardan elde edilen kaynak akımının gerilimi 1V veya 1,5 Volt kadardır. Buna karşılık akımları 1000 Amper’ den 100.000 Amper’ e kadar değişir.

Elektrik Direnç Kaynak Çeşitleri

• Alın kaynağı
• Punta (nokta) kaynağı
• Dikiş (düz) kaynağı

Alın Kaynağı

Alın kaynağı prensibine göre çalışan kaynak makinalarında kaynak akımı bir trafonun sekonder devresinden sağlanır. Kaynak yapılacak parçalar karşı karşıya getirilir. Trafodan gelen uçlar çenelere verilir. Burada direncin yüksek olduğu yerler kaynak yapılan parçaların uçlarıdır.

Direncin yüksek oluşu sebebi ile uçlar kısa zamanda kaynak tavını alır. Parça uçları bu tava gelince akım kesilir. Fakat parçalar birbirine en çok motor kuvveti veya hidrolik sistemle pres yapılırsa uçlarda kaynama sağlanır. Pres etme şekli el, ayak, mekanik pedal, ağırlık sistemleri ile de yapılabilir. Alın kaynak makinalarında  trafo gövde içindedir. Gerilim düşüktür. Çarpılma tehlikesi yoktur.

Punta Kaynağı (Spot Welding)

Nokta kaynak ta denilmektedir. Elektrik akımına dirençten elde edilen ısıyla birbirine temas eden metal yüzey noktalarının birleştirildiği sac metal ürünleri kaynak yapmakta kullanılır. Elektrikli direnç kaynağı türüdür. Punta kaynak makina (spot welding machines) parçaları:

• Trafo: Şehir şebekesine bağlanır, kaynak akımı sekonder devreden alınır. Akım ayarı primer devreden yapılır. Sekonder gerilimi düşük, akımı yüksektir.
• Puntalar: Puntalar bakırdandır. Pim şeklinde veya özel biçimdedir. Puntalara baskı ayak ile yapılır. puntalar çalışma sonucu ısınır. Puntaların soğuması, sürekli su akımı ile sağlanır. Puntalar elektrik enerjisini ısı enerjisine çevirirler. Değdikleri yeri kaynak tavına getirirler. Basınç altında tutularak parçaların kaynaması sağlanır. Puntalar daima temiz tutulmalıdır.
• Pedal: Mekanik yolla hareket ettirilebilir. Gerektiğinde ayak hidroliği montajı yapılabilir. Pedal ayakla çalıştırılacak olursa çelik yay üst puntayı bir basma kuvveti ile alt puntaya yaklaştırır. Bu anda şartel ödevi gören çubuk transformatörün primer devresine akım verir. Sekonder devreden gelen akım, punta uçları arasındaki parçanın kaynamasını sağlar. Pedal bırakılınca devre açılır ve üst elektrod eski durumunu alır.

Kaynak akımı, yüksek olur da kaynak zamanı uzarsa kaynak yeri yanabilir veya dayanıklılığını kaybedebilir. Punta kaynak makinaları ile perçin, vida veya lehimlenmesi gereken ince parçaları ve sacların kaynatılması yapılır. Bu işlem hem kolay hem de fiyatı ucuzdur.

Dikiş Kaynak Makinası 

Sekonder devreden alınan uçlar disk şeklindeki elektrodlara bağlanır. Diskler eksenleri etrafında dönerler. Disk şeklindeki elektrodların basma kuvveti makina üzerinde bulunan bir ağırlıkla sağlanır.

Kaynatılacak parçalar diskler arasına sürülür, böylece kaynak tamamlanır. Dikiş kaynak makinası (seam welding machine) ile yapılan dikişler sağlam ve temizdir. Endüstride borulara, yemek kaplarına kalorifer dilimleri bu şekilde kaynak yapılır.

2-) Elektrik Ark Kaynağı Nedir?

Elektrot ile eklenmesi yapılacak parçalar arasında ark meydana getirerek (bir çeşit kısa devre akımının geçirilmesi) metalleri ve alaşımları birbirine birleştirmede yararlanılan elektrik arkına denir. Elektrik kaynağı yaparken:

• Metalin kalınlığına
• Kaynak aralığına
• Kaynak akımının (amper olarak) değerine
• Elektrod kalınlığına (işaret mm)
• Metalin kat adedine
• Maksimum ateşleme gerilimine (volt olarak) dikkat edilir.

Ark kaynağında kullanılacak akım ancak elektrik ark kaynak makinalarından elde edilir. Şehir şebekesindeki akımla kaynak yapılamaz.

Elektrik Ark Kaynağı Nasıl Yapılır?

Ark kaynak makinaların de çalışma gerilimi 60 voltu geçmemeli, ark süresi kısa olmalıdır. Kaynak aralığı uzun olmamalı, ark kaynağı yaparken kesinlikle maske kullanılmalıdır. Kaçak akımlardan elimizi korumak için deri eldiven kullanılmalıdır.

• Kaynak yapılacak parçalar hazırlanır.
• Şase kaynatılacak parçaya bağlanır.
• Elektrod pense takılır.

Kaynak makinası çalıştırılırken;

• Amper ayarı yapılarak parçalar puntalanır.
• Puntanın artıkları kırılır.
• Puntalama işleminin kontrolü yapılır.
• Punta düzgün ise kaynak yapılır.
• Artıkları temizlenir, makina kapatılır.

Kaynak yaparken alınması gereken önlemler;

Kaynak yapımı tehlikeli olduğundan, mutlaka güvenlik önlemleri almak gerekir. Aksi halde gözler zarar görebilir. Yanmalara, kokudan zehirlenmeye, elektrik şokları ve ultraviyole ışınlarına sebep olabilir.

Çevreye yayılan serpintilerden öncelikle yüzü ve gözleri ve korumak için, bir kaynak maskesi takılmalıdır. Sonra çevrede alev alabilecek maddeler varsa bunlardan kurtarılmalıdır. Günümüzde robot kaynak yapma cihazlarının  kullanılmasıyla güvenlik daha çok sağlanabilmektedir.

• İş önlüğü giyilmelidir.
• Kaynak kabloları açılmalıdır.
• Parça kalınlığın da elektrot çapı seçilir
• Amper ayarı elektrot çapına göre yapılır.
• Kaynak çekici kullanılmalıdır.

Ark kaynak makina çeşitleri

Jeneratör Kaynak Makinası

Motor- jeneratör sistemi kaynak makinalarına denir. Motor çok defa trifaze alternatif akım motoru seçilir. Çalışabileceği devreye bağlanır ve dinamoyu çalıştırır. Gücü 6 Hp’ den 25 Hp’ ye kadar değişir.

Jeneratörlü (dinamolu) ark kaynak makinası;

Bu kaynak makinaları, bir kuvvet makinesi tarafından harekete geçirilir. Kaynak için gerekli elektik akımını üretir. Jeneratör kaynak makineleri elektrik motoru ve dinamo ünitelerinden oluşmaktadır . Kaynak jeneratörlerinde akım üreteci görevini dinamo yerine getirir. Dinamo, harekete geçirilir. Bu işlem, elektrik motoru veya içten yanmalı motor ile yapılır. Harekete geçme soncunda dinamo rotoru, manyetik alanda döner ve dönme sonucu elektrik akımı üretilmiş olur.

Dinamo, kaynak için kullanılacak doğru akımlı (DA) enerji  üretilmesini sağlar. Üretilen elektrik enerjisi, rotor milindeki kollektörden iki adet kömür fırça aracılığı ile alınır. Kaynak kabloları yardımı ile kullanma yerine gönderilir. Özellikle şantiye çalışmalarında elektrik enerjisini de üretirler. Bunun yanında DA kullanmanın tüm avantajlarına sahiptir. Ayrıca özel kaynakların ve demir olmayan metallerin kaynağında da doğru akım sağlaması nedeni ile başarılı bir şekilde kullanılır.

Kaynak için ürettiği elektriğin gerilimi 25-35 volta, akım şiddeti ise 300 ampere kadar çıkabilmektedir. Jeneratör kaynak makinalarının özellikleri:

• Sürekli çalışmaya elverişlidir.
• Enerji tüketimi fazladır.
• Boşta çalışma gerilimi yüksektir.
• Her tür elektrot kullanılır.
• Her tür metal parça kaynatılabilir.
• Verim düşüktür.
• Diğer kaynak makinasına oranla daha fazla arıza yapar.
• Gürültülü çalışırlar.

Trafo Kaynak Makinası

Alternatif akım (AA) veren kaynak makinalarına trafo kaynak makinası denir. Alternatif akımı doğru akıma çevirmezler.

250 Amper trafo kaynak makinası ince kalınlıktaki malzemelerin 2,5 mm elektrot ile sürekli kaynağında kullanılır. Fan soğutmalı cam izole elektrolitik bakır sargılı tekerlekli çanta kaynak makinasıdır.

450 Amper trafo kaynak makinası ise orta kalınlıktaki malzemelerin 4 mm elektrot ile sürekli kaynağında demir doğrama, çelik konstrüksiyon, imalat, montaj, bakım ve onarım işlerinde kullanılır. Fan soğutmalı cam izole elektrolitik bakır sargılı tekerlekli kaynak makinesidir.

Redresörlü Kaynak Makinası 

Redresörlü kaynak makinası doğru akım verir. Trafolarla alınan alternatif akım bir doğrultmaç ile doğru akıma çevrilir. Bir de akım ayarı için bir düzenek yer alır. Kuru redresörler 5000-7000, lambalı doğrultmaçlar da 2000-3000 çalışma saati sonunda değiştirilmelidir.

Bunun için pek kullanılmazlar. Kaynak makinaları çalıştırılırken makina ile verilen prospektüse göre hareket edilmelidir. Arızalar bakımından da prospektüsün el altında bulundurulması yerindedir. Redresörlü kaynak makinaları fiyatları, firmalar tarafından farklılıklar göstermektedir.

İnverter Kaynak Makinası Nedir?

Kaynak jeneratörleri ve kaynak redresörlerini klasik (konvaksiyel) kaynak makinaları olarak isimlendirebiliriz. Bu kaynak makinaları iri gövde yapıları, çıkardıkları aşırı gürültü ve yüksek enerji tüketimi nedeniyle dikkat çekmektedirler. Elektronikte gelişmeler   sonucu inverter kaynak makinaları birçok avantajları beraberinde getirmektedir.

Avantajları;

• Redresör ve kaynak jeneratörlerine göre %80 daha az elektrik enerjisi harcarlar.
• Elektrik tesisat maliyeti daha ucuz olur.
• İnverter kaynak makinaların da küçük trafolar kullanması nedeniyle, küçük, kompakt ve taşınabilir olmasıdır.
• Tek fazlı inverter makinalarında DC elde edilebilir.
• İnverter kaynak makinalarının arkı, bütün akım aralığı boyunca kararlı, sessiz, pürüzsüz ve sıçramasızdır. Böyle olduğu için daha iyi kaynak kalitesi sağlanır.

Gazaltı Kaynak Makineleri 

Kaynak yapılacak bölge, havanın olumsuz etkilerinden gaz ortamı sayesinde korunur. Bu işleme “Gazaltı ark kaynak yöntemi” denir. Soy gaz atmosferi altında bir kaynak yapılırsa MIG olarak adlandırılır. Aktif gaz koruması altında yapılan kaynak yöntemi ise MAG olarak adlandırılır.

Gazaltı kaynak makineleri (gas welding machine) MIG kaynak olarak da bilinirler. Önceden ayarlanan bir hızda otomatik olarak beslenen bir makara üzerinde tel kaynak elektrotu kullanır. Ana metal ve tel arasındaki elektrik akımı tarafından meydana getirilen ark, teli eritir ve birleştirir. Çok az temizlik gerektiren yüksek mukavemetli bir kaynak üretir. İnce veya daha kalın metallerde kullanılabilir. Gazaltı kaynak makineleri çelik ve alüminyum gibi yüzeyler de temiz kaynak  yapabilme imkanı tanır.

Argon Kaynak Makineleri (Argon Welding Machine)

TIG (Argon) Kaynağı Nedir? Argon kaynağı, kaynak yöntemine adını veren “Tungsten Inert Gas” kelimesidir. Tig kaynağında kullanılan elektrodlar kendileri erimezler. Kaynak yapılan gereci ergiterek birleştirmeyi sağlar. Kaynak alanı, atmosferik kirlenmeye karşı argon gazı ve bir dolgu metali ile korunur.

TIG kaynak makineleri alaşımlı çelik, paslanmaz çelik, alüminyum, magnezyum ve bakır alaşımları gibi demir olmayan metallerin ince bölümlerini kaynak yapmak için kullanılır. Argon kaynak makineleri (argon welding machine), kaynak üzerinde daha fazla kontrol olanağı sunar. Diğer kaynak işlemlerine göre güçlü ve yüksek kaliteli kaynak sağlar.

Plastik Kaynak Makinesi

Bu kaynak makineleri PVC malzeme kaynağında kullanılır. Çeşitli amaçlar için kullanılsa da en yaygın olanları PVC boru kaynak makineleridir. Plastik kaynak makinası (plastic welding machine) yeraltı ve yer üstü kullanıma imkan sağlayan boru kaynak makineleridir. Kaynak yapılacak boru kalınlığına göre, 16 mm’ den başlayan kaynak yapabilmeyi sağlayan çeşitli kaynak makineleri vardır.

Boru kaynak makinesinin performansı büyük ölçüde makinenin gücüne bağlıdır. Birçok model 1400 – 2000Watt arasında değişmektedir. Bazı modeller de yüksek performanslı çift rezistans kullanılır. Elektriği ısı enerjisine çevirerek çalışan kaynak makinelerinin dışında, ultrasonik ses dalgaları ile kaynak yapabilen özel kaynak makineleri de bulunabilir. Hızlı ve kolay kaynak yapmaya imkan sağlayan ultrasonik modeller, elektrik enerjisini sese çevirir. Oluşan titreşim ile polimer molekülleri birbirine bağlanarak kaynak yapılır.

Kaynak Makinaları Fiyatları

Model, marka, Amper değeri ve kategorisine göre değişiklik göstermektedir.