Yüksek Mukavemetli Çelik Kaynak Rehberi
S690QL ve S700MC saclarda sağlam, çatlaksız kaynak için ön ısıtma, karbon eşdeğeri, dolgu malzeme ve ısı girdisi kontrolünün pratik özeti.
Genel İlkeler
S690QL (su verme + temperleme) ve S700MC (termomekanik haddeleme) çelikleri kaynaklanabilir malzemelerdir, ancak standart yapı çeliğine (S235/S355) göre daha dikkatli bir yaklaşım gerektirir. Amaç; ısıdan etkilenen bölgede (HAZ) ana malzemenin dayanım ve tokluğunu korumak, hidrojen kaynaklı soğuk çatlağı önlemektir.
Düşük Hidrojen
Düşük hidrojenli elektrot/tel ve kuru sarf malzeme kullanın; nem soğuk çatlağın ana sebebidir.
Kontrollü Isı
Hem aşırı hem yetersiz ısı girdisinden kaçının; HAZ özelliklerini korur.
Ön Isıtma
Kalınlık ve CEV'e göre ön ısıtma uygulayın; soğumayı yavaşlatır.
Karbon Eşdeğeri (CEV / CET)
Karbon eşdeğeri, alaşım elementlerinin sertleşebilirliğe (ve dolayısıyla çatlak eğilimine) toplam etkisini tek bir sayıyla ifade eder. İki yaygın formül kullanılır:
| Gösterge | Formül | Kullanım |
|---|---|---|
| CEV (IIW) | C + Mn/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Ni+Cu)/15 | Q+T çelikler (S690QL) için yaygın |
| CET | C + (Mn+Mo)/10 + (Cr+Cu)/20 + Ni/40 | Ön ısıtma hesabında (EN 1011-2) |
S690QL için tipik CEV değeri yaklaşık 0,65 – 0,82 aralığındadır (kalınlığa bağlı). S700MC, düşük karbon ve toplam alaşım sayesinde belirgin şekilde daha düşük karbon eşdeğerine ve dolayısıyla daha kolay kaynaklanabilirliğe sahiptir.
Ön Isıtma Sıcaklıkları
Kalınlığa bağlı önerilen ön ısıtma ve paso arası sıcaklıkları (referans değerler):
| Sac Kalınlığı | Ön Isıtma | Paso Arası Maks. |
|---|---|---|
| ≤ 20 mm | 100 °C | 250 °C |
| 20 – 40 mm | 125 – 150 °C | 250 °C |
| 40 – 80 mm | 150 – 175 °C | 250 °C |
| > 80 mm | 175 – 200 °C | 250 °C |
| Sac Kalınlığı | Ön Isıtma | Paso Arası Maks. |
|---|---|---|
| ≤ 10 mm | Genellikle gerekmez | ≈ 230 °C |
| 10 – 20 mm | 100 – 125 °C | ≈ 230 °C |
| > 20 mm / soğuk ortam | 125 – 150 °C | ≈ 230 °C |
Not: Düşük ortam sıcaklığı (< 5°C), yüksek bağlantı kalınlığı ve yüksek kısıtlama (restraint) ön ısıtmayı artırır. Ön ısıtma bağlantı çevresinde ~75 mm genişlikte ölçülmelidir.
Dolgu Malzeme Seçimi
Dolgu malzeme, bağlantının mukavemet ve tokluk hedefine göre seçilir. İki yaklaşım vardır:
| Yaklaşım | Mantık | Tipik Kullanım |
|---|---|---|
| Undermatch (önerilen) | Ana malzemeden bir miktar düşük dayanımlı sarf; çatlak ve gerilim riskini azaltır | Çoğu yapısal bağlantı |
| Matching | Ana malzemeyle eşdeğer dayanımlı sarf | Tam mukavemet gereken kritik bağlantılar |
- MIG/MAG: Düşük hidrojenli, yüksek mukavemet sınıfı dolu/özlü teller (ör. ~70 ksi sınıfı ve üzeri).
- Örtülü elektrot: Bazik, düşük hidrojenli elektrotlar; fırında kurutulmuş ve sıcak tutulmuş.
- Tozaltı: Uygun tel-toz kombinasyonu; nemden korunmuş toz.
Isı Girdisi & Paso Arası Sıcaklık
Isı girdisi (kJ/mm), kaynak akımı × voltaj / kaynak hızı ile hesaplanır ve HAZ özelliklerini doğrudan etkiler. Yüksek mukavemetli çeliklerde pencere dardır:
- Çok düşük ısı girdisi: Hızlı soğuma → sert, gevrek HAZ → çatlak riski.
- Çok yüksek ısı girdisi: Yavaş soğuma → HAZ yumuşaması, tokluk kaybı (özellikle TMCP/S700MC).
- Tipik aralık: 0,5 – 2,5 kJ/mm; kalınlık ve prosedüre göre üretici eğrilerinden seçilir.
- Paso arası sıcaklık: S690QL'de maks. ~250°C, S700MC'de daha düşük (~230°C) tutularak yumuşama sınırlanır.
Soğuk (Hidrojen) Çatlak Önleme
Soğuk çatlak, üç faktörün bir araya gelmesiyle oluşur. Üçünden birini kontrol altına almak riski büyük ölçüde düşürür:
1. Hidrojen
Düşük hidrojenli sarf, kuru ortam, temiz yüzey (nem, yağ, pas, boya yok).
2. Sert Mikroyapı
Ön ısıtma ve kontrollü ısı girdisi ile soğuma hızını azaltın (sertleşmeyi sınırlayın).
3. Gerilim
Kısıtlamayı azaltın, uygun paso sırası ve gerektiğinde son pasodan hemen sonra ısı tutma (hidrojen kaçışı).
Kalın ve yüksek kısıtlamalı bağlantılarda, kaynak sonrası kısa süreli hidrojen giderme tavı (örn. 200–250°C'de bekletme) uygulanabilir. Kaynak sonrası ısıl işlem (PWHT) genelde gerekmez; gerekiyorsa temperleme sıcaklığının altında yapılır.
Prosedür Özeti
| Adım | S690QL | S700MC |
|---|---|---|
| Yüzey hazırlığı | Temiz, kuru, çapaksız | Temiz, kuru, çapaksız |
| Ön ısıtma | 100–200°C (kalınlığa göre) | İnce kesitte gerekmez |
| Sarf malzeme | Düşük H₂, eşdeğer/undermatch | Düşük H₂, eşdeğer/undermatch |
| Isı girdisi | 0,5–2,5 kJ/mm | Düşük–orta tutun |
| Paso arası maks. | ~250°C | ~230°C |
| PWHT | Genelde gerekmez | Genelde gerekmez |
Sıkça Sorulan Sorular
S690QL kaynaklanabilir mi?
Evet. S690QL düşük hidrojenli yöntemlerle (MIG/MAG, TIG, tozaltı) kaynaklanır. Kalınlığa bağlı olarak 100–200°C ön ısıtma önerilir ve paso arası sıcaklık ~250°C altında tutulur. Doğru dolgu malzeme ve kontrollü ısı girdisiyle güvenilir bağlantılar elde edilir.
Kaynakta ön ısıtma neden gerekir?
Ön ısıtma soğuma hızını yavaşlatır; bu sayede hidrojenin malzemeden kaçmasına zaman tanır ve HAZ'da sert/gevrek mikroyapı oluşumunu azaltır. Sonuç olarak soğuk (hidrojen) çatlak riski belirgin şekilde düşer. Kalınlık ve karbon eşdeğeri arttıkça gereken ön ısıtma da artar.
Karbon eşdeğeri (CEV) nedir?
Karbon eşdeğeri, çelikteki alaşım elementlerinin sertleşebilirliğe toplam etkisini tek bir sayıya indirger. Yüksek CEV, daha fazla ön ısıtma ve daha sıkı hidrojen kontrolü gerektirir. S690QL'de tipik CEV ~0,65–0,82; S700MC ise düşük karbon ve alaşım sayesinde daha düşük değerlere sahiptir.
Hangi dolgu malzeme kullanılır?
Genellikle eşdeğer veya hafif undermatch (bir miktar düşük dayanımlı) ve düşük hidrojenli sarf malzeme kullanılır. Undermatch yaklaşımı çoğu yapısal bağlantıda çatlak ve artık gerilim riskini azaltır. Tam mukavemet gereken kritik bağlantılarda matching sarf tercih edilir. Seçim, tasarım gereksinimi ve geçerli WPS'e göre yapılır.
Doğru Çelik + Doğru Sertifika
S690QL ve S700MC saclarımızı 3.1 muayene belgesiyle temin edin; gerçek kimyasal analiz üzerinden kaynak prosedürünüzü güvenle planlayın.