Metal Dünyası

Çelik

Demir

Maden

Alüminyum

Döküm

SEKTÖRLER HABERLER ÜRÜN TANITIMLARI TEKNİK YAZILAR DOSYALAR RÖPORTAJLAR BAŞARI HİKAYELERİ UZMAN GÖRÜŞÜ YAZARLAR FUARLAR ETKİNLİKLER PROFİLLER Editörden Künye YAYIN KURULU ARŞİV ABONELİK İLETİŞİM
Yüksek Frenkanslı İndüksiyon Kaynaği ile Üretilen Borularda Kaynak Kesitinin Şekillendirme Kabiliyetine Etkisi̇*

Bora Yıldız
Bantboru San. ve Tic. A.Ş. GOSB 700. Sok. No: 712 Posta kodu: 41480 Gebze-Kocaeli/Türkiye
byildiz@bantboru.com

 

The Effect Of The Welding Section On The Formability Of High  Frequency Induction Welded Tubes

 

ÖZET

Soğutma sanayinde kullanılan, yüksek frekanslı indüksiyon kaynağıyla üretilen, tek katlı boruların şekillendirme aşamalarından biri olan havşa vurma operasyonu sırasında boruların çapları belli bir oranda büyütülmektedir. Bu işlem sırasında bazı borular kaynak bölgelerinden yırtılabilmektedirler. Bu hata rutin olarak uygulanan çekme testleri aracılığıyla tespit edilememektedir. Bu çalışmada boruların kaynak bölgesindeki malzeme kaybının havşa operasyonundaki yırtılmalara etkisi ortaya konmuş ve konikleme testi yardımıyla bu hata tipinin tespit edilebildiği gözlemlenmiştir. Son olarak havşa vurma operasyonunda problem yaşanmadığı bilinen borulardan alınan bir numunenin kaynak bölgesi yapay olarak zayıflatılmış ve konikleme testinde başarısız sonuç verdiği görülmüştür.

Anahtar kelimeler:  Yüksek frekanslı indüksiyon kaynağı, boru, soğutma, havşa, uç şekillendirme.

 

ABSTRACT
Flaring operation is one of the forming processes of the high frequency induction welded tubes. In this process end diameters of the tubes are expanded at a specified rate. During this process, some of the tubes may tear from their welding zone. This failure cannot be detected by the regularly applied tensile tests. In this study, the effects of the material loss at the welding section on the tearing failures, which occurred in the flaring operation, are revealed and it is observed that this failure can be predicted by drift expanding test. Finally the welding zone of a tube specimen, which is known that it is not problematic, is artificially damaged and subjected to drift expansion test. It is observed that the same tearing failure occurs on that specimen too.

Keywords: High frequency induction welding, tube, refrigeration, flaring, end forming.

 

1.Giriş
Tek katlı borular otomotiv, soğutma ve hidrolik sistemler gibi alanlarda kullanılmak üzere üretilmektedir [1, 2]. Bu boruların imalatı birkaç adımdan oluşmaktadır. Çelik sac rulolar istenen ölçülerde dilimlendikten sonra açılır ve roll forming aşamasından geçirilirler, ardından çeşitli kaynak yöntemleriyle birleştirilerek boru haline getirilirler. Borulara müşteri taleplerine göre Zn, Zn + PA (poliamid), Zn + PVF (polivinil florid)gibi kaplamalar uygulanır (Şekil 1.a). Bu çalışmada 0,65 mm et kalınlığında düşük karbonlu çelik sacdan (EN 10130 DC04) “Yüksek Frekanslı İndüksiyon Kaynağı (YFİK)” yöntemiyle 4,75 mm çapında üretilen tek katlı borular kullanılmıştır.

 

YFİK yönteminde yüksek frekanslı akımlar bir indüksiyon bobini aracılığıyla üretilir. Boruda oluşan yüzey etkileri yardımıyla akım sac kenarlarında yoğunlaşır. Bu sayede yüzeyde kontrollü bir ergitme oluşturulur ve kaynak işlemi gerçekleştirilir (Şekil 1.b) [3].

 

Yüksek frekanslı indüksiyon kaynağı yöntemiyle üretilen bu boruların iç kısımlarında, kaynak bölgesinin altında deforme olan bir bölge bulunmaktadır. Bu bölge YFİK işlemi sırasında erişilen yüksek sıcaklık sebebiyle çeliğin eriyerek tekrar katılaşması sebebiyle oluşmaktadır. Kaynak prosesinde kullanılan bazı parametrelere bağlı olarak bu bölgenin kalınlığı ve formunda farklılıklar gerçekleşebilmektedir.

 

Havşa operasyonu borunun uç bölgesinde gerçekleştirilen bir soğuk şekillendirme işlemidir. Boru, farklı kalıp ve pimler kullanılarak istenen forma getirilir. Bu operasyon sırasında boruların uç kısmına, müşterinin isteklerine göre, özel formlar oluşturulur. Bu formlardan bazıları boruların çaplarının genişletilmesini de gerektirebilmektedir. Havşa operasyonunda en sık rastlanan hatalardan biri de boruların çeperinde gözlemlenen yırtılmalardır. Bu yırtılmaların havşa operasyonu öncesi yapılan çekme testi ile ön görülmesi genelde mümkün olmamaktadır.

 

Deneysel Çalışma
Havşa operasyonunda başarısız olan (NOK) ve olmayan (OK) iki seri borudan alınan numunelere çekme testleri gerçekleştirilmiştir. Bu borulardan alınan numunelere yapılan çekme testlerinde belirgin bir fark tespit edilememiştir (Tablo.1). 
 

Bu yırtılmanın mekanizmasını anlayabilmek adına OK ve NOK borudan alınan numunelerden kesit numuneleri hazırlanmıştır. Numunelerde genel olarak kaynak bölgesindeki et kalınlığında farklılıklar olduğu tespit edilmiştir. NOK numunedeki kesit kayıplarının OK numunelere göre belirgin şekilde fazla olduğu tespit edilmiştir (Şekil 2’de kırmızı renkle gösterilen bölgeler).

 

İmalat sırasında boru kesitleri periyodik olarak kontrol edilmektedir ve kesit daralması yaşandığı tespit edilen borularda, havşa operasyonu sırasında bu tür yırtılmalara sık sık rastlanmaktadır. Şekil 3.’te havşa operasyonunda başarısız olmuş bir borunun yırtılma bölgesinin kesit görüntüsü verilmiştir. Şekil 3 incelendiğinde yırtılma bölgesi etrafında uzayan taneler bulunduğu görülmektedir. Bu durum sünek kırılmaya işaret etmektedir. Yırtılmanın sünek karakteristik göstermesi bu hasarın kaynak sonucu oluşmuş metalürjik bir gevrekleşmeden ziyade, yüksek deformasyonlar sonucu gerçekleştiği anlamına gelmektedir. Kaynak bölgesinde oluşan kesit kaybı, havşa vurma işlemi sırasında oluşan deformasyonların bu bölgede yoğunlaşmasına sebebiyet vermiştir. 

 

Havşa operasyonu sonucu OK ve NOK olarak kategorize edilen borulardan alınan 4’er adet numuneye konikleme testi uygulanmıştır (EN ISO 8493:2004). Bu numuneler çekme testi numunelerine yakın bölgelerden alınmıştır. Şekil 4.’te konikleme testi cihazı ve koniklenmiş boru görülmektedir. Konikleme testi belirli oranda çap genişletme amacıyla üretilmiş pimlerin yağlanarak, borunun içine itilmesi ile ve borunun pimlerin oluşturduğu deformasyon sonucu yırtılıp yırtılmadığının gözlenmesi ile gerçekleştirilir.

 

OK ve NOK boruların çapları konikleme testi ile ilk olarak %40 arttırılmıştır. Her iki boruda da hasar görülmemesi üzerine ikinci bir adım daha uygulanarak çaplar % 40 daha arttırılmıştır. Havşa operasyonunda NOK olarak kategorize edilmiş borular uygulanan yüksek deformasyonlar sonucu bu aşamada kaynak bölgesinden yırtılmış, OK numuneler ise bu deformasyonlara dayanmıştır (Şekil 5). Bu işlem 4’er adet OK ve NOK numunede tekrar edilmiş ve her birinde aynı sonuç alınmıştır.

 

Kaynak bölgesi kesit daralmasının yırtılma ile olan ilişkisini doğrulamak amacıyla bir test daha gerçekleştirilmiştir. Bu testte OK borudan bir numune alınarak, borunun iç tarafında, kaynak bölgesinde, sivri bir metal yardımıyla çizik oluşturulmuştur (Şekil 6.a). Kaynak bölgesi yapay olarak hasara uğratılmış olan bu boruya konikleme testi yapıldığında kaynak bölgesinde yırtılma gerçekleştiği görülmüştür (Şekil 6.b). Dolayısıyla bu deneme de kaynak bölgesi kesitinin, soğuk deformasyon ile çap genişletme işleminde önem taşıdığını bir kez daha ortaya koymaktadır.

 

 

Sonuç
Tek katlı boruların üretiminde şekil değiştirme kabiliyeti önemli bir parametredir. Bu parametreyi etkileyen faktörlerden birisi ise kaynak bölgesinin kesitidir. Yapılan çalışmalar sonucu bir çap genişletme ve soğuk şekil verme işlemi olan havşa operasyonunun, borunun kesit geometrisinden doğrudan etkilendiği ortaya konmuştur. Bu hatayı belirlemek konusunda çekme testi yetersiz kalmıştır. Çünkü kaynak kesitinde oluşan bölgesel zayıflamalar, borunun eksenel mukavemetinde bir kayba yol açmamıştır. Bu tip problemlerin tespitinde konikleme testi uygun bir yöntemdir. Dolayısıyla konikleme testinin, havşa operasyonu gibi işlemler öncesi, borunun şekillendirme kabiliyetini tayin etmek adına kullanılmasında fayda vardır. 

 

 

 

Kaynakça

[1] SAE International Surface Vehicle Recommended Practice, “Welded Low-Carbon Steel Tubing Suitable for Bending, Flaring, Beading, Forming and Brazing,” SAE Standard J526, Rev. Nov. 2016.

[2] SAE International Surface Vehicle Recommended Practice, “Welded Flash-Controlled Low-Carbon Steel Tubing Normalized for Bending, Double Flaring, and Beading” SAE Standard J356, Rev. Dec. 2013.

[3] ASM Handbook Comitee, ASM Handbook, Volume 6: Welding, Brazing, and Soldering, OH, USA: ASM International, 1993.

Paylaş Tweet Paylaş
1427 kez okundu
GÜNCEL YAZILAR
Yapısal Alüminyum Parçalar İçin Yüksek Basınçlı Dökümünde Gerekli Olan Kalıp Malzemesinin Temel Özellikleri*
Yazar: S. Sivertsen, R. Oliver, K. Anantha, G. Maistro, Uddeholms AB, Sweden Çeviri: Met. Müh. İmge Akar, Uddeholm Türkiye   *Key properties of die material needed for str DEVAMI...
Farklı Oranlarda Sic Takviyesinin Sıcak Pres ile Üretilen Magnezyum Matrisli Kompozitlerin Sertlik ve Aşınma Özelliklerine Etkisi*
Beyza BİÇER(a,b)  Muzaffer ZEREN(a)  (a) Kocaeli Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü (b) Ferro Dök&uu DEVAMI...
Sert Lehimlemede Standardizasyon Süreci — BQTC, pBPS, BPS ve BPAR İşlemleri*
Dr.–Müh. Onur BALKAN Dr.- Ing. Savaş YAVUZ TEKNOLAB®, Teknoloji Laboratuvar Hiz. Ltd. Şti.   *Standardization Procedure on Brazing — BQTC, pBPS, BPS, and BPAR Pr DEVAMI...
PMT vs CMOS: Metal Analiz Dedektör Teknolojilerinde Paradigma Değişimi
Yazan: Spectro Çeviren: Bes Mühendislik   1. Giriş Metal numunelerin analizi, her zaman kolay değildir. Zorlayıcı örnekler genellikle büyük dökümh DEVAMI...
3-Boyutlu Katmanlı İmalat ve Otomotiv Uygulamaları*
Şüheda ÖZEL, Kocaeli Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Muzaffer ZEREN, Kocaeli Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği B&o DEVAMI...
2020 Yılı ve Sonrasında Gerçekleştirilecek Tahliyeler için Binaları Nasıl Hazırlayabiliriz?
Yılmaz Özcan  Eaton Elektrik Türkiye Ülke Müdürü   Herhangi bir binanın tahliyesindeki temel hedef insanları korumaktadır. Bina içinde kişiler DEVAMI...
Pozitif Malzeme Tanımlamada Potansiyel Bir Yenilik —Lazer—Optik Emisyon Spektrometre Teknolojisi*
Dr.–Müh. Onur BALKAN, Metalürji & Malzeme Müh. Dr.- Ing. Savaş YAVUZ TEKNOLAB®, Teknoloji Laboratuvar Hiz. Ltd. Şti.   *A Novel Potential Technique for Po DEVAMI...
Preparation of Silica Aerogel by Ambient Pressure Drying Process using Perlite and Quartz*
Nazan Saraç Çoban, Nil Toplan Sakarya Üniversitesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği *Perlit ve Kuvars Kullanılarak Atmosfer Basıncında Kurutma ile Silika Aerojel Sentezi DEVAMI...
Pozitif Malzeme Tanımlama Spektrometreleri*
Dr.–Müh. Onur BALKAN, Metalürji & Malzeme Müh. Dr.–Ing. Savaş YAVUZ - Metalürji Yük.Müh. TEKNOLAB®, Teknoloji Laboratuvar Hiz. Ltd. Şti. &nbs DEVAMI...
Pozitif Malzeme Tanımlama*
    Dr.–Müh. Onur BALKAN, Metalürji & Malzeme Müh. Dr.–Ing. Savaş YAVUZ, Metalürji & Malzeme Müh. TeknoLab, Teknoloji Laboratuvar Hiz DEVAMI...
Basınçlı Döküm*
WA Butler, General Motors, Bloomington, IN, USA G Timelli, University of Padova, Vicenza, Italy  E Battaglia, University of Padova, Vicenza, Italy F Bonollo, University of Padova, Vicenza, Ita DEVAMI...
EWM Teknolojisi Terranets BW GmbH Şantiyesinde Kullanılıyor... Degauss 600 ile Boru Hatlarının Manyetikliğini Giderme
Burada her bir kaynak dikişi mükemmel olmalıdır – yüksek basınçlı gaz boru hatları en yüksek güvenlik standartlarına uygun olmalıdır. Bu nedenle terranets bw GmbH DEVAMI...
Wolfram-Oksit (W0₃) Metal Katkili İnce Filmlerin Üretim Teknikleri
1 İsmail ARABACI  2 Emin YAKAR 1 Makine Yük. Müh., Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi, ismailarabaci39@gmail.com  2 Dr. Öğr. Üyesi, Çanakkale Onseki DEVAMI...
Akıllı Dökümhane Sistemleri
TekIn Oy info@tekin.fi, www.tekin.fi   Günümüzde ürün kimliklendirme ve veri giriş kabiliyeti ile, makine, ürün ve sistemlerin tedarik zinciri boyunc DEVAMI...
Krank Milleri Üzerindeki Eğimli Yağ Deliklerinin Üretimini Hızlandırma
Krank mili motorun kalbidir, yatay hareketi dönüş hareketine çevirir; aracın hareket etmesi onun sayesindedir. Krank milleri yapısal olarak karmaşık parçalardır, ancak binek ot DEVAMI...
Endüstriyel Temizlik İş Yerlerinin Daha İyi ve Daha Güvenli Olmasına Nasıl Katkıda Bulunur?
Diğer iş yerlerinde olduğu gibi, endüstriyel bir ortam da düzgün çalışılabilmesi için belirli bir düzeyde temizlik ve organizasyon gereklidir. Farklı endüstriler DEVAMI...
İşbirliği Projelerinin Yenilikçi Şirketlerin Performanslarına Katkısı
D. Cölle1, CG Aneziris2, F. Etienne1, MP Wiessler1 1EKW GmbH, Eisenberg, Almanya 2Seramik, Cam ve Yapı Malzemeleri Enstitüsü, TU Bergakademie Freiberg, Freiberg, Almanya Daniel.Coell DEVAMI...
Ekstrüzyon Kalıplarının Aşınma Dirençlerinin Isıl İşlem ve PVD Kaplama Metoduyla Arttırılması (Improvement of Wear Resistance of Extrusion Dies by Heat Treatment and PVD Coating Method)
M. Ümit BÜYÜKFIRAT, Cüneyt ARSLAN İstanbul Teknik Üniversitesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü, Ayazağa, İstanbul umitbuyukfirat@hotmail.com, ar DEVAMI...
Kaynak Uygulamalarında Standardizasyon Süreci – WQTR, pWPS, WPS, WPQR İşlemleri --- Standardization Procedure on Welding Applications – WQTR, pWPS, WPS, WPQR Processes
Dr.–Müh. Onur BALKAN, Metalürji & Malzeme Müh. Dr.–Ing. Savaş YAVUZ, Metalürji & Malzeme Müh. TeknoLab, Teknoloji Laboratuvar Hiz. Ltd. Şti.   DEVAMI...
İnce Duvarlı Alüminyum Parçaları İşlemek için Daha İyi Bir Yol
Sandvik Coromant'ın M5F90 yüzey frezesi, otomotiv parçası üreticilerine önemli kazançlar sağlıyor.   Çapak, çentiklenme veya çizilme ol DEVAMI...
Otonom Mühendislik ile Döküm Maliyetini Minimuma İndirme
Üretim maliyetlerinin düşürülmesi dökümhaneler ve döküm alıcıları için her zaman temel hususlardan biridir. Yeni bir yolluk sistemi tasarlanırken ana hed DEVAMI...
En Çok Okunanlar Son Eklenenler
YAYIN AKIŞI
FACEBOOK
TWITTER
INSTAGRAM