Geleneksel ve elektronik kaynak makinalarında akım ve gerilimin sıçrama ve nüfuziyete olan etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of current and voltage on spatter and penetration in the conventional and electronic welding machines
Yazar: MUHSİN UĞUR DOĞAN
Danışman: Y.DOÇ.DR. ERTAN ÖZTÜRK
Zonguldak Karaelmas Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
ÖZETYüksek Mühendislik TeziGELENEKSEL VE ELEKTRON K KAYNAK MAK NALARINDAAKIM VE GER L M N SIÇRAMA VE NÜFUZ YETE OLAN ETK LER N NNCELENMESMuhsin Uğur DOĞANZonguldak Karaelmas ÜniversitesiFen Bilimleri EnstitüsüElektrik-Elektronik Mühendisliği Anabilim DalıTez Danışmanı : Yrd. Doç. Dr. Ertan ÖZTÜRKMayıs 2007, 81 sayfaKaynak makinalarının gelişimi, kaynak teknolojisinin daha verimli ve ekonomik olarakkullanılabilmesinde önemli bir etkiye sahiptir. lk zamanlarda kullanılan geleneksel kaynakmakinalarının yerini yeni nesil elektronik kaynak makinaları almaktadır. Geleneksel veyeni nesil kaynak makinaları kıyaslayacak olursak, öncekinde şebeke enerjisi şok ünitesidahil 3 adımda kaynak için gerekli enerjiye dönüşürken, yeni nesillerde bu işlem 5 adımdagerçekleşir. Geleneksel güç kaynaklarında şebeke enerjisi doğrudan transformatöre girer,burada gerilim düşerken akım yükselir ve doğrultucu ünite yardımı ile alternatif akımdoğru akıma çevrilmiş olur. Yeni nesil güç kaynaklarında ise şebeke enerjisi önce birdoğrultucudan geçirilir, daha sonra doğrultulan akım inverter yardımıyla yüksek frekanslıalternatif akıma dönüştürülür. Bu frekans aralığı güç kaynağının tasarımı ile bağlantılıolarak 20 kHz ile 100 kHz arasındadır. Yüksek teknolojiye sahip makinalarda 100 kHzkullanılmaktadır. Bu aşamadan sonra, yüksek frekanslı alternatif akım önce birtransformatörden, sonra ikinci bir doğrultucu üniteden geçirilip, şok ünitesi yardımı ilekaynak için elverişli hale getirilir.iiiÖZET (devam ediyor)Kaynak işleminde, kaynak dikiş görünümü ve ekonomikliğini etkileyen önemli faktörlersıçrama ve nüfuziyettir. Sıçrama, damlaların kaynak metaline düşmesidir. Kaynak işlemiesnasında, sıçrama kaynak dikişi üzerinde, dikişin kenarlarında ve nozulun içinde görülür.Sıçramalar birim metre kaynak dikişi için ilave tel sarfiyatını arttırır, ayrıca sıçramalarıntemizlenmesi de masraf gerektirir. Nüfuziyet, kaynak işleminde esas metalde erimeninoluşturduğu derinlik olarak adlandırılır. Ark kaynağında nüfuziyetin en önemli yönü,kaynak metali bileşimi üzerine yaptığı etkidir. Düşük akım şiddeti ile kaynak yapılması,uygun tel çapının seçilmemesi yetersiz nüfuziyete neden olur. Nüfuziyet derinliği tel çapı,kaynak akımı, kaynak gerilimi, kaynak hızı, parça kalınlığı ve torcun tutuluş eğimi gibi pekçok faktörden etkilenir.Bu çalışmada, geleneksel ve yeni nesil elektronik kaynak makinelerinde sabit gerilimde,akımın değiştirilmesi ile kaynak dikiş görüntüsü, sıçrama ve nüfuziyete etkileri; sabitakımda, kaynak geriliminin değiştirilmesi ile kaynak dikiş görüntüsü, sıçrama venüfuziyete olan etkileri ve darbeli arkın sıçrama ve nüfuziyete olan etkileri deneylerleincelendi. Elde edilen sonuçlarla, uygun kaynak parametreleri seçildiğinde sıçramalarınazaldığı ve nüfuziyetin arttığı gösterilmiştir.Anahtar Sözcükler : Kaynak Makineleri, Sıçrama, Nüfuziyet, Akım, GerilimBilim Kodu : 608.01.05iv

Abstract:
ABSTRACTM.Sc.ThesisINVESTIGATION OF THE EFFECTS OF CURRENT AND VOLTAGE ONSPATTER AND PENETRATION IN THE CONVENTIONAL AND ELECTRONICWELDING MACHINESMuhsin Uğur DOĞANZonguldak Karaelmas UnıversityGraduate School of Natural and Applied SciencesDepartment Of Electrical And Electronics EngineeringThesis Advisor : Asst. Prof. Ertan ÖztürkMay 2007, 81 pagesDevelopment of the welding machines has an important effect on application of thewelding technology in an economic and productive aspect. Early used conventionalwelding machines have been replaced with new generation electronic machines. If wecompare the conventional welding machines with new generation machines, in the formersnetwork energy, including shock unit, is transformed into necessary energy for welding by5 steps, whereas in the latters, this process occurs by 3 steps. In the traditional powersources, network energy enters the transformator directly, where the tension decreases,current increases and alternative current has been transformed into direct current by thehelp of rectifier unit. At the new generation power sources, first network energy is passedthrough a rectifier, then rectified current is transformed into alternative current having highfrequency. In connection with the design of the power source, this frequency interval isbetween 20 kHz and 100 kHz. In the high technology machines, 100 kHz is used. Afterthis stage, alternative current having high frequency is passed through first a transformator,then a rectifier unit and it becomes ready for the welding by the help of shock unit.vABSTRACT (continued)In the welding process, spatter and penetration are important factors that affect the seamprofile and economy of welding. At the spatter, drops don?t fall down on the weldingmetal. At the time of welding process, spatter is seen on the welding seam, at the edge ofthe seam and in the nozzle. Spatters increase extra wire expense for per metre of thewelding seam, also cleaning of spatters require expense. Penetration is called as the depthcaused by the melt at the base metal in the welding process. In the arc welding, the mostimportant side of the penetration is its effect on the welding metal component. Weldingwith low current intensity, not choosing the suitable wire diameter cause inadequatepenetration. Depth of the penetration is affected by many factors such as wire diameter,welding current, welding voltage, welding speed, thickness of the material and holdingslope of the torch.In this study, appearance of welding seam and effects on the spatter and penetration, for astable voltage by changing the current, appearance of welding seam and effects on thespatter and penetration for a stable current by changing the welding voltage and effects ofpulsed arc on the spatter and penetration have been investigated by experiments.According to the results, it has been shown that spatters have been decreased andpenetration has been increased when suitable welding parametres have been chosen.Key Words : Welding Machines, Spatter, Penetration, Current, VoltageScience Code : 608.01.05vi