Nitratlı kaynak tabloları: Bilmeniz gereken olumsuz gerçekler! 

Nitratlı kaynak tabloları: Bilmeniz gereken olumsuz gerçekler! 

Makale, kaynak sıçraması ve elektrik ark tutukluklarının etkisi altında çeliğin nitrürlenmiş tabakasının bozulması makalesinde sunulan bilimsel araştırmaya dayanmaktadır. 
Bulgular Welding Technology Review dergisinde yayımlandı www.pspaw.pl – Vol. 96, 2024, str. 155-160 

Yazarlar: Aleksander Orłowicz¹, Dariusz Pająk², Paulina Sobolewska³, Tomasz Galek⁴

Makalenin Lehçe orijinalini ve İngilizce çevirisini bu yazının sonunda görebilirsiniz. 

Kaynak masalarının nitrürlenmesi mantıklı mı? Araştırmanın sonuçları açık. 

Nitrürleme, çelik yüzeylerin sertliğini ve aşınma direncini artırmak için teorize edilen bir işlemdir. Bu nedenle, bazı üreticiler daha uzun ömürlü olmaları umuduyla bu yöntemi kaynak masalarına uygulamaya başlamıştır. Ancak, son çalışmalar pratikte kaynak tablalarının nitrürlenmesinin sadece verimsiz ve maliyetli olmadığını, aynı zamanda kaynak tablası yüzeyinin dayanıklılığına da zarar verdiğini göstermektedir.

Nitrürleme neden işe yarasın ki? 

Nitrürleme, sertliklerini artırmak için çelik yüzeylere nitrojen eklenmesini içerir. Bu işlem, kaynak tablalarını talaş ve hasara karşı daha dayanıklı hale getirmek isteyen şirketler için cazip görünüyordu. Ancak sorun şu ki, teorik avantajlarına rağmen nitrürlenmiş kaplama, yüksek sıcaklıklar ona zarar verdiği için kaynak koşulları altında pratikte iyi çalışmıyor.

Araştırma ne diyor? 

Testler, nitrürlenmiş yüzeyin, daha yüksek sertliğine rağmen, sıcak sıçramaya ve elektrik arkına maruz kaldığında çok kırılgan olduğunu göstermektedir. Isıya maruz kaldığında, tabaka hızla çatlar ve soyulur, kaynak masasına zarar verir. Temel sorun, nitrürlemenin malzemenin üst katmanına nüfuz etmesi ve onu uygun termal genleşmeyi önleyecek bir yoğunluğa kadar doldurmasıdır. Sonuç, malzeme düzgün bir şekilde genişleyemediği için yüksek sıcaklık nedeniyle çatlaklardır. Bu durum, literatüre göre basma gerilmelerinin zaten mevcut olduğu bölgede doğrusal termal genleşme katsayısının değerindeki yerel hızlı artışla açıklanabilir. Bu, nitrürlenmiş tabakanın tamamen bozulmasıyla sonuçlanır. Böyle bir masa, yalnızca masanın üst katmanına ısı girmeyen işlemlerde iyi çalışacaktır.

Şekil 2, kaynak sıçramasına maruz kaldıktan sonra nitrürlenmiş ve nitrürlenmemiş yüzeyler arasındaki bir karşılaştırmayı göstermektedir. Nitrürlenmiş yüzeyin, teorik sertliğine rağmen, önemli ölçüde daha fazla hasara uğradığı açıkça görülebilir. (Çizimler makale, sayfa 157'den alınmıştır)

Aşağıdaki şekiller (Şekil 4 ve Şekil 5) kaynak sıçramasının nitrürlenmiş yüzey üzerindeki etkilerini göstermektedir; burada tabakada belirgin çatlama, ufalanma ve soyulma görülebilir. (Çizimler makale, sayfa 158'den alınmıştır)

Araştırmalar, kaynak sıçramasının nitrürlenmiş yüzeyin hızla bozulmasına neden olan bir sıcaklığa sahip olduğunu göstermiştir. Buna karşılık, elektrik arkı nitrürlerin parçalanmasına neden olarak sert yüzeyin gözenekli hale gelmesine ve işlevini yerine getirememesine neden olur.

Şekillerde (Şekil 6 ve Şekil 7) görüldüğü gibi, arkın etkisi nitrürlerin parçalanmasına ve gözenekli, hasarlı bir yüzey oluşturmasına neden olmaktadır. (Çizimler makale, sayfa 159'dan alınmıştır)

Nitrürlenmiş kaynak masaları - faydadan çok sorun. 

Nitrürleme ilk bakışta mantıklı görünse de, pratikte nitrürlenmiş katman zorlu kaynak koşullarına dayanamayacak kadar kırılgandır. Tablayı korumak yerine, ısı ve sıçrama nedeniyle çatlar.

Nitrürlenmiş tabaka, kaynak masalarını kaynak sıçramalarının ve tutukluklarının bozucu etkilerine karşı dirençli hale getirmez. Sıvı metal damlacıklarının termal etkileri sonucunda nitrürlenmiş tabakada enine çatlaklar, boyuna çatlaklar ve delaminasyon oluşur. Kaynak sıçramasının giderilmesi sürecinde, nitrürlenmiş tabakanın parçaları, bozulduğu bölgelerden soyulur.

Müşteriler için sonuçlar 

Dayanıklı bir kaynak masası istiyorsanız, nitrürlenmiş modellerden kaçınmanızda fayda var. Bu işlem sertlik ve esneklik vaat etse de, gerçekte bu masalar kaynak altında hızla bozulur. Nitrürleme için fazla ödeme yapmak yerine, bu katmana sahip olmayan sağlam kaynak masalarına yatırım yapmaya değer. Gereksiz ek kaplamalar olmadan dayanıklı çelikten yapılmış tablalar, zorlu kaynak koşullarında daha iyi performans gösterecek ve ısıya ve hasara karşı daha dayanıklı olacaktır. Sıçramaların yapışmasını önlemenin tek yolu, kanıtlanmış bir sıçrama önleyici kimyasal kullanmaktır.

1. mgr inż. Aleksander Orłowicz, alekorlowicz[at]gmail.com  ↩︎
2. Rzeszow University of Technology, Poland; mgr inż. Dariusz Pająk, pajak[at]prz.edu.pl    ↩︎
3. Rzeszow University of Technology, Poland; dr inż. Tomasz Galek, t.galek[at]prz.edu.pl  ↩︎
4. Rzeszow University of Technology, Poland; dr inż. Paulina Sobolewska, psobolew[at]prz.edu.pl   ↩︎