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
2379 kez okundu
GÜNCEL YAZILAR
Sert Krom ve Oksit Kaplamanın Namlu Performansına Etkisi*
Özge Alkılınç*, S.Osman Yılmaz**, Mustafa Aksoy*** *AKKAR AR-GE Merkezi Müdürü,  ** Prof. Dr., Namık Kemal Üniv. Öğr. Üyesi,   *** AKKAR AR-GE, Pr DEVAMI...
Yassı Ürün Haddelemede Şerit Malzeme Profil ve Kalınlık Kontrol Teknikleri
Kemal ERKUT1 Elektrik Kontrol & Otomasyon Müh. 1e-posta: kemalerkut@gmail.com *Flat Strip Material Profile and Thickness Control Techniques   ÖZET Ferro (çelik) DEVAMI...
Demir Çelik Fiyatları Düşer Mi?
Niye arttığından başlanmak lazım. Yaklaşık onar yıllık periyotlarla şiddetli krizler etkiler demir çelik sektörünü ve hemen her kriz öncesi fiyatlar şişer, krizde d&uum DEVAMI...
Karbon-Kükürt Analizi — Kullanım Alanları, Çalışma Prensibi ve Uygulama Prosedürü
Dr. Öğr. Üyesi Onur BALKAN1, Dr.-Ing. Savaş YAVUZ2 1- Kapadokya Üniversitesi, Uygulamalı Bilimler Yüksek Okulu, Uçak Gövde ve Motor Bakımı Bölümü, 50420 DEVAMI...
3 büyük Türk Firması, Birleşerek Alpha Metalurji Markasını Yarattı
Türkiye, elektrikli otomobil, savunma sanayi, beyaz eşya, havacılık sanayi gibi alanlarda dünya ile rekabet edebilecek konuma doğru ilerlerken; bu sektörlerde kullanılan malzemeleri DEVAMI...
Yüksek Basınçlı Alüminyum Enjeksiyon Döküm Prosesinde Hata Türleri ve Olası Nedenleri Analizi ve Pompa Sektöründe Kullanılan Örnek Bir Parçadaki Hatalar ve Önlemleri*
Kamil Can İŞTAR, Sercan ŞAHİN, M.Emir YILDIRIM, Mehmet UYGUN kamilcanistar@kormetal.com, sercansahin@kormetal.com, emiryildirim@kormetal.com, mehmetuygun@kormetal.com Kormetal San. Ve Tic. A.Ş., Arg DEVAMI...
Metal Enjeksiyona Pandemi Aşısı Büyüme Sağlıyor
Global gelişmeler, Türkiye’yi metal enjeksiyonda gelişmeye ve sıçramaya zorluyor. Daha çok proje, daha büyük parçalar, daha teknik kalıplar… Yeni s DEVAMI...
Bükme Prosesi Modeli ve Ardışık Tekrarlı Makina Tasarımı
Genel Müdür Sinan KILIÇ*, Dr. Öğretim Üyesi Fatih ALEMDAR** Mak. Müh. Süleyman KILIÇ*,  Metal. ve Malz. Müh.Serra KILIÇ*  Mak. Mü DEVAMI...
Yüksek Basınçlı Dökümde Proje Yönetimi ve Örnek Aydınlatma Parçası Üzerinde Proje Yönetimin Uygulanması*
Yazar: Tolga Özbey, Murat Demirhan, Dr. Gökhan Başman tolgaozbey@kormetal.com, muratdemirhan@kormetal.com, gokhanbasman@kormetal.com  Kormetal San. ve Tic. A.Ş., Arge Merkezi Müd DEVAMI...
Döküm Kumu ve Atık Döküm Kumundan Silika Esaslı Aerojel Toz Eldesi*
Yazar: Ahmet Emre ÇİMEN ve Nil TOPLAN Sakarya Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği   *Silica Based Aerojel Powder Production&nb DEVAMI...
Alüminyum İşlemede İyileştirmeler
Birden fazla takımdan ziyade tek bir frezeleme takımı ile alüminyum parçalarda işleme uygulaması gelişiyor.    Otomotiv sanayi ağırlık ikilemiyle karşı karşıya kalıyor. DEVAMI...
Metal Sanayi Çevreye Zarar Vermiyor
Yazar: Nicole Kareta   Egzoz düzenlemelerinden ve uçan vergilerden plastik torbaların yasaklanmasına kadar - çevre korumanın yönü siyasete ve topluma geldi. DEVAMI...
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...
En Çok Okunanlar Son Eklenenler
YAYIN AKIŞI
FACEBOOK
TWITTER
INSTAGRAM