Kaynak, malzemeleri birbiri ile birleştirmek için kullanılan bir imalat yöntemidir, genellikle metal veya termoplastik malzemeler üzerinde kullanılır. Bu yöntemde genellikle çalışma parçalarının kaynak yapılacak kısmı eritilir ve bu kısma dolgu malzemesi eklenir, daha sonra ek yeri soğutularak sertleşmesi sağlanır, bazı hallerde ısı ile birleştirme işlemi basınç altında yapılır. Bu yöntem lehim ve sert lehim ile fark gösterir, lehim ve sert lehim yöntemlerinde birleştirme düşük erime noktalarında ve çalışma parçaları erimeden oluşur.
Kaynak için gaz alevi, elektrik arkı, lazer, elektron ışını, sürtme, ultrases dalgaları gibi birçok farklı enerji kaynakları kullanılabilir. Endüstriyel işlemlerde, kaynak açık hava, su altı, uzay gibi birçok farklı ortamda gerçekleştirilebilir. Bununla beraber, yapıldığı yer neresi olursa olsun, kaynak çeşitli tehlikeler barındırır. Alev, elektrik çarpması, zehirli dumanlar ve ultraviyole ışınlara karşı önlem almak gereklidir.
KAYNAK YÖNTEMLERİ
Elektrik ark kaynağı
Bu yöntemde kaynak yapmak için, kaynak elektrodu (dolgu metali) ve ana malzeme arasında bir güç kaynağı kullanılarak elektrik arkı yaratılır. Bu yöntemde doğru (DC) veya alternatif (AC) akım çeşitlerinin her ikisi de kullanılabilir. Bu yöntemde kaynak yapılan bölge bazı durumlarda, koruma gazı olarak da bilinen bir gaz ile korunarak elektrik ark kaynağı yapılır.
Kaynak yerinin bir gaz atmosferiyle korunması sonucu yapılan ark kaynağına gazaltı ya da koruyucu gaz kaynağı adı verilir. Başlıca türleri MIG-MAG ve WIG (TIG) gazaltı kaynak teknikleridir. Bu kaynak türünde koruyucu gaz olarak Argon veHelyum gibi soy gazlar kullanan MIG (İngilizce; Metal Inert Gas) kaynak tekniği ile koruyucu gaz olarak aktif bir gaz olan Karbondioksit kullanan MAG (İngilizce; Metal Active Gas) teknikleri en yoğun olarak kullanılır. Diğerlerine göre nispeten daha az kullanılan WIG tekniğinin diğerlerinde farkı erimeyen Wolfram (Tungsten) elektrod kullanılmasıdır
Oksi-Asetilen kaynağı
Bu yöntemin en genel kullanım şekli oksi-gaz kaynağıdır (oksi-asetilen kaynağı olarak da bilinir). En eski ve en çok yönlü kaynak yöntemlerinden biridir, fakat son yıllarda endüstriyel uygulamalardaki popülerliği azalmıştır. Hala yaygın olarak, boru ve kanal kaynağında ve tamir işlerinde kullanılmaktadır. Ekipmanı ucuz ve basittir, genelde kaynak alevi (yaklaşık 3100 °C) oksijenle asetilenin yanması sonucu elde edilir. Alev, elektrik arkından daha az güçlü olduğundan, kaynak soğuması daha yavaş olur ve meydana gelen gerilme ve kaynak çarpılmalarının daha az olabilmesine imkân tanıyabilir, bu nedenle yüksek alaşım çeliklerinin kaynağının yapılması bu yöntemle daha kolaydır. Bu metod, metallerin kesilmesinde de kullanılır.
Diğer gaz kaynak metodları da, hava-asetilen kaynağı, oksijen-hidrojen kaynağı ve basınçlı gaz kaynağı gibi, oldukça benzerdir, sadece kullanılan gaz tipi değişir. Gaz kaynağı, plastik kaynağında da kullanılır.
Elektrik direnç kaynağı
Direnç kaynağı, metallerin üzerinden geçen akıma karşı gösterdiği dirençle ısı üretmesi esası ile iki veya daha fazla metal yüzey arasında yapılan kaynak yöntemidir. Metalden geçen yüksek akım (1000 – 100.000 A.) nedeni ile kaynak bölgesinde küçük bir eriyik metal havuzu oluşur. Genelde direnç kaynağı yöntemleri verimli ve az kirlilik yaratan yöntemlerdir, fakat uygulamaları sınırlı ve ekipmanları oldukça pahalıdır.
Enerji ışın kaynakları
Enerji ışın kaynak metodları, yani lazer ışın kaynağı ve elektron ışın kaynağı, oldukça yeni yöntemler olup, yüksek üretim gerektiren uygulamalarda tercih edilir. İki yöntemde oldukça benzerdir, farkları güç kaynaklarından ileri gelmektedir.
Katı hal kaynak yöntemleri
İlk bilinen kaynak yöntemi olan dövme yöntemi gibi, modern bazı kaynak yöntemleri de kaynak malzemesi erimeden gerçekleşir. Katı hal kaynak yöntemi malzemelerin ergime dereceleri altında, dışardan uygulanan basınç yardımı ile koruyucu atmosfer ortamında veya koruyucu atmosfer ortamı olmadan, birbirine temas eden aynı ya da farklı özellikli malzemelerin iki yüzey arasında bağ oluşturarak yapılan birleştirme yöntemleridir. En yaygın yöntemlerden biri olan ultrasonik kaynak, yüksek basınç ve yüksek frekans altında vibrasyon ile termoplastik veya metal malzemeden yapılmış kablo veya ince tabakaların birleştirilmesinde kullanılır. Ekipman ve yöntemler direnç kaynağı ile benzerdir. Burada elektrik akımının yerini, vibrasyon (titreşim) ile sağlanan enerji alır. Bu yöntemde kaynak metallerinin erimesi yoktur, onun yerine basınç altında yatay olarak uygulanan mekanik vibrasyon vardır.
Plastiklerin kaynağında ise, malzemeler erime sıcaklığına yakın sıcaklığa getirilmeli ve dikey olarak vibrasyon uygulanmalıdır. Ultrasonik kaynak, genelde elektrik bağlantıları için kullanılan alüminyum veya bakır malzemede ve polimerlerin kaynağında kullanılır.
KAYNAK İŞLERİNDE GÜVENLİK ÖNLEMLERİ :
Kaynak Çalışması Öncesi Alınması Gereken Önlemler:
Kaynakçılar;özel iş elbiselerini,kaynakçı gözlüklerini,eldivenlerini,önlüklerini,tozluklarını ve kolluklarını kullanacaklar.
Kaynakçılar;kaynak makinalarının topraklamalarını yapmadan kaynak işlemine başlamayacak.
Kaynakçılar;kaynağa başlamadan önce kaynak makinalarının akımını;kaynak pozisyonu,malzeme cinsi ve elektrotu gözönüne alarak ayarlayacak.
Yanıcı,parlayıcı ve patlayıcı maddeler kaynak işleminden önce kaynak yapılacak ortamdan kaldırılacak.
Tehlikeli yerlerde çalışma müsadesi olmadan kaynak işlemi başlatılmayacak.
Kaynak işlemine başlamadan önce kaynak makinalarının kablo,fiş ve priz bağlantıları kontrol edilecek.
Kaynak sahasında uygun yangın söndürücülerin olması sağlanacak.
Gaz kaynağına başlamadan önce gaz hortumları,bağlantıları ile nozullar kontrol edilecek.
Bozuk regülatörler,manometreler ve emniyet valfleri kullanılmayacak.Yere düşerek darbe almalarını önleyecek şekilde emniyet tedbirleri alınacak.
Oksijen kaynağı tüpü ve regülatörü üzerine yağ sürülmeyecek.Ayrıca bunların üzerine yağlı el veya eldivenle dokunulmayacak.
Yüksek yerlerde yapılan kaynak işlerinde emniyet kemeri kullanılacak.
Kaynak Çalışması Sırasında Alınması Gereken Önlemler:
Kaynak işlemlerinde yağlı ve ıslak kaynak kabloları kullanılmayacak.Kabloların ıslak ve yağlı yerlerden geçmesi önlenecek.
Kaynak kabloları yayaların ve araçların geçişlerine engel olmayacak.
Hortum ve kabloların sıcak yüzeylere teması önlenecek.
Kaynak makinaları ve aksesuarları;ezilme,ıslanma,kırılmaya karşı korunacak.
Çalışanları arklardan korumak için kaynak perdeleri kullanılacak.
Tüplerin vanaları anahtarlarıyla açılacak ve kapatılacak.
Kaynak Çalışması Sonrası Alınması Gereken Önlemler :
Nozullar kesinlikle metallere sürtülmeyecek.Gazaltı kaynağında fırça ile temizlenecek.
Kaynak kabloları kullanılmadığında kaldırılacak.Fişlerinden demonte edilecek.
Kaynak sahası atık elektrotlardan temizlenecek.
OKSİJEN KAYNAĞINDA ALINACAK GÜVENLİK ÖNLEMLERİ
Oksijen kaynağında, asetilen, sıvılaştırılmış petrol gazları, propan, metan, bütan ve hava gazı gibi kolay yanabilen, yüksek ısı veren ve yanmaları sonucunda artık bırakmayan gazlar kullanılır. Bu gazların belirli oranda hava ile karışımları patlayıcı özellik gösterdiği gibi şiddetli darbelerden de infilak edebilirler.
Oksijen kaynağında, çoğunlukla çabuk yanma, yüksek ısı elde etme ve teminindeki kolaylık nedeniyle asetilen gazı kollanılır. Asetilen gazı karpitin su ile birleşmesinden elde edilir.
CaC2 + 2H20 ———> Ca(OH)2 + CH (CH Asetilen)
Havadan hafif ve kokulu bir gazdır. Oksijenle tam bir yanma sağlar. 3100 0C lık ısı verir.
2CH=CH + 502 —————> 4C02 + 2H2O + Q (2.3100 0C)
Asetilen gazının hava ile % 2,5 – % 81 oranları arasındaki karışımları küçük bir kıvılcımla patlamaya neden olur.
Asetilen gazı, bakır ve bakır alaşımlarına karşı da çok hassastır. İçerisinde % 65 oranından fazla bakır balunan alaşımlarla temas ettiği zaman patlayıcı olan bir asetilen – bakır alaşımı oluşur.
Asetilen yüksek basınçlara ve ısılara maruz kaldığında ayrışması nedeniyle patlamaktadır. Bu nedenle asetilenin tüplere doldurulmasın saf asetilenin yanlız başına konması halinde basıncın 1,5 Kg/cm2 yi, asetona emdirilmosi halinde ise 18 Kg/cm2 yi geçmemelidir. Asetilen tüpleri yine ısıya maruz kaldıklarında iç basınçları yükseleceğinden patlama tehlikesi yaratmaktadır. Saf asetilen sarsıntı ve düşmelere karşı da hassasdır.
Dışardan herhangi bir tesir olmadan tüp cıdarında bir ısınma sezilirse, bu tüpün içerisinde bir asetilen ayrışmasının başlamış olduğunun belirtisidir. Bu durumda tüp ventili itina ile açılarak asetilen açık havaya tahliye edilmeli ve asetilenin basıncı düşürülmelidir. Dışardan ateş veya alevle ısıtılmış tüplerde mutlaka asetilen ayrışması tehlikesi vardır.
Oksijen kaynağında asetilen yerine likid gaz (LPG) tüpleri de yaygın olarak kullanılmaktadır. LPG, etan bütan ve propan gazlarının karışımı olup, hava ile %1,9 ile %12,5 arasındaki oranları patlayıcı ortam oluşturmaktadır.
LPG tüplerinin basıncı 18 Kg/cm2 yi geçmemeli ve bu tüpler de ısıya maruz bırakılmamalıdır.
Oksijen kaynağında yanıcı gaz olarak ister asetilen ve ister LPG kullanılsın uyulması gerekli İş Güvenliği önlemlerini şöyle sıralayabiliriz :
1- Oksijen kaynak takımındaki tüplerse, gaz kaçağı bulunup bulunmadığına, üzerlerindeki emniyet ventillerinin işler durumda olup olmadığına, manometre ve basınç düşürücünün bulunup bulunmadığına dikkat edilmelidir.
2- Hortumlar kontrol edilmelidir. Yıpranmış hortumlar kullanılmamalıdır.
3- Yanıcı gaz tüpü hortumu ile oksijen tüpü hortumu farklı renkte olmalıdır. Yanıcı gaz tüpü hortumu kırmızı, yakıcı gaz (Oksijen) hotrumu mavi veya gri renk olabilir. Hortumlar tüp ve şalumaya çift kelepçe ile bağlanmalı ve tel kullanılmamalıdır.
4- Tüpler taşınırken özel arabaları ile taşınmalı, atılarak veya yuvarlanarak taşınmamalıdır.
5- Seyyar oksijen kaynak takımlarının özel arabaları olmalı, tüpler arabaya dik olarak konulmalı ve devrilmeyecek şekilde bağlanmalıdır.
6- Sabit sistemlerde de yine tüpler dik olarak konulmalı ve sarsıntılardan devrilmemesi için bağlanmalıdır.
7- Oksijen tüplerinde ventillerin takılmasını ve dönmesini kolaylaştırmak için yağ ve gres gibi maddeler sürülmemeli, yağlı bezle silinmemeli ve yağlı elle tutulmamalıdır. Oksijen tüplerinde lastik conta kesinlikle kullanılmamalıdır.
8- Üflecin tıkanık olup-olmadığı kontrol edilmeli, basınç ayarlayıcı ventil sıkılmadan önce, tüp kısa bir an açılarak pas ve pislik dışarı atılmalıdır.
9- Şalumenin tıkalı olması halinde el veya parmaklar şalume ağzına konarak kontrol yapılmamalıdır. Tazyikle galen gaz parmağı kopardığı gibi eli de parçalayabilir.
10- Ventil açılırken gaz çıkışı yönünde durulmamalı ve şalumeyi vücuda tutarak kontrol yapılmamalıdır. Bir kıvılcımla tutuşma olabilir. Üzerindeki elbise oksijen-yanıcı gaz karışımı ile de zenginleşmiş olacağından ani alevler içinde kalabilirsiniz. Ayrıca, vantilden gaz çıkışı tüplerden de uzaklaşacak yönde olmalıdır.
11- Üfleç, önca yanıcı gaz açılarak tutuşturulmalı ve daha sonra da yakıcı gaz verilerek basınçlandırılmalıdır.
12- Donmuş vantiller sadece sıcak su veya buharla ısıtılarak açılmalı, hiç bir surette açık alev yaklaştırılmamalıdır.
13- Kaynak işinde kullanılan oksijen, asetilen veya LPG tüpleri yangın tehlikesi olmayan ayrı bir yerde ve sundurma altında depolanmalı ve dik olarak durmalı, devrilmeyecek şekilde önlem alınmalıdır. Boşalan tüpler de yine aynı şekilde depolanmalıdır.
14- Tüpler kullanılmadıkları zaman ventilleri kapatılmalı ve ventil koruyucu başlıklar takılmalıdır.
15- Kaynak yapılan yerde kullanılmakta olan gaz tüplerinden başka tüp bulundurulmamalıdır.
16- Açık sahada oksijen kaynak takımlarıile yapılan çalışmada, gaz tüpleri çalışılan yere en az 10 m. uzakta tutulmalıdır. Kapalı yerlerde ise, gaz tüpleri bina dışında olmalı ve kapalı yerlere alınmamalıdır.
17- Lamba çalışır durumda iken gaz tüpü üzerine veya başka bir tesisata asılmamalıdır. Gazlar tamamen kapatılmadıkça lamba bırakılmamalıdır.
18- Yüksek yerlerde yapılan oksijenle kesme işlemlerinde, gaz tüpleri, kıvılcım ve parça düşen saha içinde bulundurulmamalıdır.
19- Dar ve kapalı yerlerde yapılan kaynak ve kesme işlemlerinde, sürekli temiz hava verilmeli, yeterli havalandırma sağlanamıyorsa temiz hava maskesi ile çalışılmalıdır. İçeri saf oksijen verilmemelidir.
20. Kaynakçılar hiçbir zaman suni malzemeden yapılmış giysiler giymemelidir. Bu malzemeler kıvılcımlardan eriyerek yanmalara neden olur.
21- Gaz kaçağı vb. nedeniyle tüplerde tutuşma olursa, tüplerin ventilleri mümkün olan süratle kapatılarak gaz kaçağı önlenmelidir.Tüpler alev içinde kalıyorsa bir siper arkasından su veya karbondioksit sıkılarak tüp soğutulmalı ve alevler söndürülmelidir. Alevler sönmüyor ve tüptan çıkan gaz yanmayı devam ettiriyor ise, bir battaniye ile sarılmak suretiyle havasız bırakılarak tüp söndürülmeli ve bu arada yine tüpü su ile soğutma işlemine devam edilmelidir.
22- Kaynak işi bittikten sonra gaz tüplerinin ventilleri kapatılmalı ve hortumları düzgun olarak toplanmalı ve kaynak takımları belirlenmiş olan yerlerine konmalıdır.
ELEKTRİK KAYNAĞINDA ALINACAK GÜVENLİK ÖNLEMLERİ
1- Elektrik kaynağında, panolardan fiş-priz sistemi olmaksızın elektrik alınmamalıdır.
2- Elektrik kaynak makinalarının şebeke hattı ve seyyar kaynak kabloları zedelenmelere karşı korunmalıdır. Hasarlı kablolar kullanılmamalıdır.
3- Elektrik kaynak makinalarının temizlenmesi, tamir ve bakımı veya yerinin değiştirilmesi sırasında makinalar şebekeden ayrılıp elektriği kesilmelidir.
4- Reaktör, kazan ve tank gibi metal aksamlı yerler ile nemli yerlerdeki elektrik kaynaklarında yalnız doğru akım kaynak jenaratörü kullanılmalıdır.
5- Elektrik kaynak makinalarının çıkış uçlarının ve kaynak devrelerinin birer kutbu kaçak akımlara karşı iş parçasına topraklanmış olmalıdır.
6- Benzin ve yağ bidonları, palayıcı ve yanıcı madde konulmuş her türlü kapalı kablar, tamamen boş olsa ve hatta uzun müddet boş olarak kalmış olsa dahi, bunlar çok tehlikelidir. Bunlar, kaynak yapılmadan önce iyice yıkanmalı, yanmayan gaz, buhar veya su ile doldurulup öyle kaynak yapılmalıdır.
7- Atelyede yapılan kaynaklar, ya ayrı bir bölme veya ışık geçirmeyen paravanalarla ayrılmış ayrı bir köşede yapılmalıdır. Kaynak yapılan mahal, salonum seviyesinin altından güçlü aspiratörlerle kaynak esnasında oluşan duman ve sisin tamamını emecek şekilde havalandırılmalıdır.
8- Küçük parça kaynakları, üstü ızgaralı ve alttan emişli bir sehpa üzerinde yapılmalıdır.
9- Her türlü kaynak işlerinde, kaynakçılar, mekanik tehlikeler ve kıvılcım sıçramalarına karşı, işin özelliğine göre berat, gözlük, yüz siperi, kaynakçı eldiveni, kaynakçı önlüğü, emniyet ayakkabısı, tozluk gibi kişisel koruyucular kullanılmalıdır.
10- Kaynak işi bittikten sonra, gerek çapakların temizlenmesinde ve gerek taşla, fazlalıkların tesviyesinde mutlaka koruyucu gözlük kullanılmalıdır
KAYNAK IŞINLARININ SAĞLIĞA ETKİLERİ
Genel olarak kaynak işleminde oluşan ark enerjisinin yaklaşık % 15’i ışın şeklinde çalışma ortamına yayılmaktadır. Bu ışınların yaklaşık % 60’ı kızılötesi, % 30’u parlak ve % 10’u ise morötesi ışınlardır. Söz konusu ışınlar dalga boyuna göre sınıflandırılmakta ve her birinin çalışanlar üzerindeki etkisi değişik sağlık sorunlarına neden olmaktadır.
Kaynak işlemlerinde ortaya çıkan parlak ışınlar; gözleri kamaştırarak geçici görme bozukluklarına neden olabilmekte, gerekli önlemler alınmadığı ve ışınlara uzun süreli maruz kalındığında önce gözde kızarma, gözlerde kanlanma ve baş ağrısı ortaya çıkmakta ve ileri durumlarda ise kalıcı görme kayıplarına neden olabilir.
Kızıl ötesi ışınlar ise; deride ısınma daha uzun süreli maruz kalınması halinde kızarma ve yanıklara yol açmakta olup, arktan gelen ışınların dalga boyuna bağlı olarak da gözde kornea ve görmeyi sağlayan ağ tabakasının etkilenmesine ve giderek körlük katarak hastalığı gibi kalıcı hasarlara neden olabilmektedir.
Mor ötesi ışınlarsa; çok tehlikelidir kısa süreli maruz kalmalarda bile gözün saydam tabakasında yanıklara, katarak hastalığına ve giderek körlüğü sebep olan ağır hasarlara yol açar.
Mor ötesi ışınlar deride ağır yanıklar oluşmasına ve uzun sürede de deri kanserine yol açabilmektedir. Bu nedenle gözlerin ve cildin kaynak işlemi sırasında mutlaka korunması gereklidir.
Kaynak bölgesinin etrafı ışın geçirmez pano veya perdelerle kapatılmalı…
Kaynakçının zararlı radyasyondan korunması ve kaynak sırasında çıkan ışınların diğer çalışanlara yansıma yoluyla veya doğrudan ulaşmasının önlenmesi amacıyla kaynak bölgesinin etrafı ışın geçirmez pano veya perdelerle kapatılmalıdır.
Panolar taşınabilir şekilde imal edilmeli kalın kanvas kumaşlar veya ultraviyole emici plastik malzemeler bu amaçla kullanılmalıdır.
Plastik perde veya panolarda yansımanın ve göz kamaşmasının azaltılması için sarı yeşil veya portakal renginin seçilmesi daha uygun olacaktır.
Kaynak atölyelerinde çalışanlar göz, yüz ve cildini koruması içinde uygun özelliklerde koruyucu kıyafet ve malzemeler kullanmalıdır.