PLAZMA ARKI İLE KESİM

           Plazma arkı ile kesme yönteminde gaz veya gaz karışımı yüksek sıcaklığa  çıkartılarak gazın iyonlaşması sağlanır. Yöntem elektrik arkıyla sıcaklığı arttırılan yüksek akışkanlığa sahip iyonlaşmış gazların metalleri ergitmesi ve kesmesidir. Malzeme plazma arkının ısısıyla ergitilir ve yüksek hızlı koruyucu gazın püskürtülmesiyle ergimiş metal kesim bölgesinden uzaklaştırılır. Alüminyum, paslanmaz, bakır ve karbonlu çelikler gibi bir çok metal kesilebildiği gibi metal olmayan malzemelerinde kesimi mümkündür. Şekil 1 ‘de yöntemin şematik olarak genel ana ekipmanları gösterilmiştir.

         Elektrik arkıyla ısıtılarak iyonlaştırılan gazların bu yeni fiziksel durumu “PLAZMA” olarak adlandırılır. Plazma maddenin 4cü halidir. İlk üç hal katı, sıvı ve gaz’ dır. Katı hali ısıtırsak sıvı hali, sıvı hali ısıtırsak gaz hali, gaz hali ısıtırsak plazma hali elde ederiz. Terside doğrudur., plazma ısısı ana malzemeye aktarılarak plazma tekrar gaz haline döner.

          Plazma arkıyla kesim ilk olarak metal olmayan malzemelerin soy gaz atmosferi altında kesimi için ortaya çıkmıştır. Daha sonraki gelişmeler çeliklerin oksijen gazıyla kesimi yönünde devam etmiştir. Plazma yönteminde sıcaklık 14 000 ºC ( 25 200 ºF ) kadar yükselebilmektedir. Yöntemde sabit akım veya inverter güç kaynakları kullanılabilmektedir. Güç kaynaklarının tümünde elektrod ( Tungusten elektrod ) , negatif ( - ) kutuplamada kullanılır. 50 V – 200 V arası bir voltaja ihtiyaç duyulur.

          Torç içinde kanallar vardır.Merkezdeki kanal plazma arkı içindir. Merkezin çevresindeki kanal ise koruyucu gaz içindir. Gaz akış hızı 118 L/Dakikaya ( 250 ft³/saat ) kadar çıkabilmektedir. Çift akışlı kesme sistemi gazın birini plazma oluşturmak için diğerini ise koruyucu olarak kullanmaktadır. Azot sıklıkla plazma oluşturmak için kullanılan gazdır. Karbondioksit çeliklerde, argon ve helyum veya karışımları alüminyumda kullanılan koruyucu gazlardır.

Plazma arkının oluşması ve malzemeyle teması iki farklı şekilde sağlanabilir.

1) Transfer Edilen Ark ; iş parçası elektriksel olarak plazma ark torcuna bağlıdır. Yani elektriksel devrenin bir parçasıdır. Tungsten elektrod negatif (-), iş parçası ve plazma torç nozulu pozitif (+) kutup şeklindedir. Ark tungsten elektrodla, ana metal ve plazma torç nozulu arasında oluşur. Şekil 2 ‘ de şematik gösterim verilmiştir.

2) Transfer Edilmeyen Ark ; elektriksel devrenin tungsten elektrod ile plazma torç nozulu arasında kurulduğu transfer şeklidir. Kesilecek malzeme elektriksel devrenin bir parçası değildir. Şekil 3 ‘ te şematik gösterim verilmiştir.

            Her iki transfer yönteminde de doğru akım, elektrod negatif ( - ) kutuplama olarak kullanılır. Böylece ısının iş parçası üzerinde yoğunlaşması sağlanır. Transfer edilen ark yönteminde ortaya daha fazla ısı çıkar. 

            Plazma arkıyla kesimde ilk olarak güç kaynağından amper ayarı yapılmalıdır. Daha sonra kesme gazının doğru akış hızını ayarlamak gerekir. Ark başlamadan önce plazma gazı ve koruyucu gaz 2 – 10 saniye açılarak sistem içindeki nemin temizlenmesi sağlanmalıdır. Torç su soğutmalı ise, soğutma suyu açılmalıdır. Su akış kontrol üniteleri suyun kapalı olması halinde arkı başlatmayacaktır. 

            Yöntem gürültülüdür., çalışırken kulak tıkaçları kullanılmalıdır. Kesme işlemi sırasında göz koruması önemlidir. Oksi-asetilen gaz kaynağında kullanılan yüze tam oturan model gözlükler ve kullanılacak ampere göre seçilecek camlar kullanılmalıdır. Kullanılması gereken cam numaraları şöyledir.
a) 300 Ampere kadar, Cam No; 9 
b) 300 A – 400 A arası , Cam No; 12     
c) 400 A – 800 A arası, Cam No; 14

Güç Kaynakları iki grupta sınıflandırılır.

1 ) Yüksek Çıkışlı Güç Kaynakları ( Yaklaşık 50 Amper ) 
Üç fazlı, 380 / 415 giriş voltajlı, Su soğutmalı torçlu, Hava veya özel kesme gazlarıyla çalışılabilir.

2 ) Orta Çıkışlı Güç Kaynakları ( Yaklaşık 30 Amper )
Tek fazlı, 220 / 240 V giriş voltajlı, Hava soğutmalı torçlu, Hava ile çalışılır.

ERGİMEYEN TUNGSTEN ELEKTROD İLE SOY GAZ KORUMASINDA ARK KAYNAĞI ( TIG )

A. GİRİŞ

Soy gaz koruması altında ergimeyen tungsten elektrod ile yapılan ark kaynak yöntemi ( TIG veya GTAW olarak adlandırılır ) kaynak için gerekli ergime ısısının ana malzeme ile ergimeyen elektrod arasındaki elektrik arkıyla oluşturulduğu yöntemdir. Elektrik akımını ileten elektrod  tungsten veya tungsten alaşımıdır. Kaynak bölgesi, kaynak banyosu ve tungsten elektrod havanın kötü etkisinden torç ‘ tan kaynak bölgesine gönderilen soy gaz ile korunur. Bu yöntemde ana malzemeler ergitilerek ilave metal kullanarak veya kullanmadan kaynak yapmak mümkündür.

B. KAYNAK DEVRESİ

1.      Güç kaynağı (Kaynak Makinesi)
2.      Torç ve torç kablosu
3.      Kaynak teli
4.      Gaz tüpü ve basınç düşürücü
5.      Şase kablosu ve pensesi
6.      Su soğutma ünitesi

1. Güç Kaynağı (Kaynak Makinesi)

Güç kaynağının amacı ana metal ile tugsten elektrod arasında oluşturulan elektrik arkı için ark akımının devamlılığını sağlamaktır. Güç kaynağının içinde mekanik ( manyetik şönt ) veya elektronik ( tristör veya inverter sistem ) akım ayarlama mekanizmaları vardır. Güç kaynaklarını 2 kategoriye ayırabiliriz.

a) Alternatif akım ( AC ) güç kaynakları
Güç kaynağından, güç kaynağının çeşidine göre kare dalga çıkış akımı sanayide 20 ile 200 kez veya daha fazla tekrarlanacak şekilde alınabilir. Bu şebekedeki alternatif akım, sinüs dalganın bir veya iki mekanizmayla kare dalga kaynak akımına çevrilmesiyle elde edilir.

b) Doğru akım ( DC ) güç kaynakları
Güç kaynağı akım çıkış karakteristiği sürekli ( sabit ) dalga şeklindedir. Bu karakteristik redresör tarafından şebeke alternatif akımının ( AC ), doğru akıma ( DC ) çevrilmesiyle edilir. Şayet doğru akım ( DC ) güç kaynağı kullanılıyorsa, bundan sonraki sınıflandırma kaynak edilecek malzemenin kutuplama şekline göredir.

i) Düz kutuplama
Düz kutuplamada kaynak kablosu ve elektrod pensesi güç kaynağının negatif ( - ) çıkışına, şase kablosu ve şase pensesi güç kaynağının pozitif ( + ) çıkışına bağlanır. Bu durumda elektronlar elektrodtan ana malzemeye doğru akarak ergime sağlanır. Bu TIG yönteminde en sık kullanılan akım sistemidir, alüminyum gibi hafif metaller hariç diğer kaynaklanabilen malzemelerin kaynağında iyi kaynaklanabilirlik sağlar. Doğru akım düz kutuplamada ters kutuplamaya göre dar ve derin, nüfuziyetli kaynaklar elde edilir.

ii) Ters kutuplama
Düz kutuplamada kaynak kablosu ve elektrod pensesi güç kaynağının pozitif ( + ) çıkışına, toprak kablosu ve toprak pensesi güç kaynağının negatif ( - ) çıkışına bağlanır. Bu tür güç kaynağı çok nadiren kullanılır. Çünkü nüfuziyeti çok düşük, yayvan kaynaklar elde edilir. Ters kutuplamada ısı elektrodun üzerinde yoğunlaştığından dolayı, elektrodun yanmaması ve zarar görmemesi için çok düşük akım değerleri seçilmelidir. Bu nedenden dolayı çok nadir kullanılır.

2..Torç ve Torç Kablosu

Torç elektrik arkını oluşturacak tungsten ucu sabitleyici fonksiyonundadır ve torç kablosuna birleştirilmiştir. Torç kablosu kaynak koruyucu gazı gerektiğinde soğutma hortumlarını ileten ve elektriksel kabloların makinayla irtibatını sağlayan düzenektir.

Kullanım amacına göre torçlar gaz soğutmalı veya su soğutmalıdır. Kaynak akımının 200 ampere kadar  olduğu kullanımlarda gaz soğutmalı, 200 – 500 ampere kadar olduğu kullanımlarda ise su soğutmalı torçlara ihtiyaç duyulur.

3. Kaynak Telleri

Malzeme cinsi, malzeme kalınlığı, birleşme dizaynı ve kaynaktan istenen özellikler ilave metal seçiminde göz önünü alınması gereken özelliklerdir. Bazı durumlarda ilave metale ihtiyaç duyulmayabilir. İlave metal ana malzeme ile benzer kimyasal özelliklerde ve kaynak banyosunda aynı özellikleri sağlayacak şekilde olmalıdır.

4.Gaz Tüpü ve Basınç Düşürücü

Sistem şunları içermektedir.
- gaz tüpü ( gaz kaynak bölgesini atmosferin kötü etkisinden korumalı ve akış sırasında torcu soğutmalı )
- Basınç düşürücü
            a ) tüpün içindeki gaz miktarını gösteren basınç manometresi
            b ) regülatör
            c ) gaz akış miktarını gösteren manometre
- kaynakçının ihtiyacına göre gaz akışını kontrol etmesine yarayan selenoid valf

5 . Şase kablosu ve pensesi

Şase kablosu ve pensesi elektriksel devreyi tamamlamak için ana malzemeye yapılan güç kaynağı bağlantısıdır. Kaynak akımına göre uygun kablo kesiti ve uzunluğu seçilmelidir.

6 . Su soğutma ünitesi

Su soğutma ünitesi torcu soğutmaya yarayan düzenektir. Yüksek kaynak akımı değerlerindeki çalışmalarda torç su ile soğutularak aşırı ısınması önlenir. Su, soğutma ünitesi içindeki devir daim pompası ile torç içinde sürekli olarak dolaşır.

C. KORUYUCU GAZLAR

1. Genel

Koruyucu gazların ana amacı kaynak bölgesinde havanın yerini alarak kaynak banyosunu havanın kötü etkisinden korumaktır. İlave metalin ( şayet kullanılıyor ise ) ucu gaz koruması içinde olmalıdır. Koruyucu gazın fiziksel ve kimyasal özellikleri ana malzemeye göre kaynak metalinde farklı etki gösterir. Argon, helyum, argon-helyum veya argon-hidrojen karışımları TIG kaynağında kullanılan koruyucu gazlardır. Koruyucu gazlarda en önemli özellik bu gazların olabildiğince saf olmasıdır. Şayet gazların içinde herhangi istenmeyen bir kirlilik söz konusu olur ise bu durum kaynak metalinde kalitesizlikler ortaya çıkarabilir. Argon korumasında yapılan kaynaklarda ark kararlıdır ancak kaynak banyosu soğuktur, bu nedenden ötürü ince parçaların kaynağı için uygundur.

Argon genel kullanım gazıdır. Çünkü helyuma göre çok ucuzdur. Helyum korumasıyla yapılan kaynakta ortaya çıkan ısı argona göre daha yüksektir. Bu nedenden ötürü yüksek ısıl iletkenliğe sahip malzemelerin kaynağında helyum kullanılmalıdır.
Helyum havada daha hafif bir gaz olduğu için kaynak banyosunda yeterli korumayı sağlamak için argon gazına göre daha fazla miktarda kullanmak gereklidir.
Argon - helyum  karışımları gaz korumasından ortak koruma özellikleri istendiği zaman kullanılır.

D. TÜKENMEYEN  ELEKTRODLAR

Satılan çok çeşitli tükenmeyen elektrod vardır.
- Saf tungsten elektrodlar. Bu elektrodlar düşük akım şiddetlerinde ve ark daha kararlı olduğu için alternatif akımda kullanılır. Maliyet olarak en ucuz elektrodlardır.
- Tungsten – toryum elektrodlar. Bunlar yüksek akım şiddetlerine dayanıklıdır. Arkın başlaması kolaydır ve ark kararlıdır. Bu elektrodlar çeliklerin doğru akım düz kutuplamalarında tercih edilir.
- Tungsten – zirkonyum elektrodlar. Bu elektrodlar alüminyum, magnezyum ve alaşımlarının düşük ve orta akım şiddetlerindeki elle yapılan ( manuel ) kaynaklarında tercih edilir.
- Seryum elektrodlar. Yüksek elektron yayılımı ve iyi nüfuziyet sağlayan, aşınma dirençli elektrodlardır.

E. ARK BAŞLATMA SİSTEMLERİ

 a ) Yüksek frekans ile arkı başlatma
Ark yüksek frekans ünitesi tarafından oluşturulur. Bu mekanizma, arkı belli bir mesafeden oluşturabilecek en düşük güç kaynağı şeklinde olmalıdır. Yüksek frekans ile başlatmada üzerinde akım komut tetiği bulunan genel kullanım torçlarına ihtiyaç duyulur.
 b ) Pilot arkı ile arkı başlatma
Ark tungsten elektrod ile torç  nozulu arasında oluşturulur. Düşük akım ile oluşturulan bu ark, kaynak arkının başlaması için iletken bir bölge meydana getirir ve kaynak arkı başlar.
 c ) Temas ettirip kaldırarak arkı başlatmak
Tungsten elektrod malzemeye temas ettirilir, bu konumda sistemde tungsten elektroda zarar vermeyecek ancak ısınmasını sağlayacak bir akım söz konusudur. Tungsten elektrodu kaldırarak malzemeyle temasını kestiğimiz zaman makina bunu kısa devre olarak algılar ve akımı kaynak akım değerine yükseltir. Teması kestiğimiz an yapılan ateşlemeyle  ark oluşur. Sistemde yüksek frekans yoktur.
 d ) Sürtme ile arkı başlatma
Burada ark tungsten elektrodun malzemeye sürtülmesiyle ( kibrit yakar gibi ) oluşan kısa devre sonucunda başlar. Kaynak kalitesi açısından uygun değildir. Tungsten elektroddan sürtme ve yüksek ısı sonucunda kopan parçalar kaynak metaline geçerek çatlak oluşumuna sebep olur.

E. TIG YÖNTEMİYLE KAYNAKLANABİLEN MALZEMELER

 Bu yöntem ana olarak paslanmaz çeliklerin, alüminyum ve alaşımlarının, titanyum ve alaşımlarının, nikel ve bakır kaynağında kullanılır. Paslanmaz çelikler doğru akım elektrod negatif ( - ) kutuplamada kullanılır.
Malzeme kalınlığının 2.5 mm ‘ ye kadar olduğu durumlarda  ilave metal olmaksızın kaynak yapılabilir. Daha kalın malzemelerde ana malzemeye uygun kaynak ağzı açılmalı ve uygun çaplı ilave metal kullanılmalıdır.Paslanmaz çelikler ile yapılan imalatlarda bunlara uygun yardımcı imalat malzemeleri, paslanmaz tel fırça gibi, kullanılmalıdır.

Alüminyum ve alaşımları alternatif akımda kaynak edilir. Güzel kaynak dikişleri için yüksek frekanslı güç kaynaklarına ihtiyaç duyulur. Şayet malzeme yüzeyinde yüksek oksidasyon söz konusu ise mekanik ( fırça veya taşlama ) veya kimyasal temizlemeyle bu oksidasyon tabakası temizlenmelidir. Benzer şekilde malzeme kalınlığının 2.5 mm ‘ye kadar olduğu durumlarda ilave metal olmaksızın kaynak yapılabilir. Daha kalın malzemelerde ana malzemeye uygun kaynak ağzı açılmalı ve uygun çaplı ve uyumlu ilave metal kullanılmalıdır.Karbonlu çelikler ve çelik alaşımlarında, nikel ve nikel alaşımlarında, bakır ve bakır alaşımlarında, titanyum ve değerli metallerde argon atmosferinde doğru akım düz kutuplama kullanılır.

GAZ KORUMALI ( GMAW ) VEYA GAZSIZ ( ÖZLÜ ) SÜREKLİ TEL ELEKTROD İLE ARK KAYNAĞI (MIG)

A. GİRİŞ

Sürekli tel ile koruyucu atmosfer altında yapılan gazaltı kaynağı M.I.G (metal inter gaz), M.A.G (metal aktif gaz) veya G.M.A.W (gaz metal ark kaynağı) olarak tanımlanır. Sürekli tel ile gazaltı kaynağında, gerekli olan ısı enerjisi malzeme ile sürekli tel arasında oluşturulan elektrik arkıyla ortaya çıkar. Kaynak torcu, kaynak bölgesine ilave teli besler, aynı zamanda koruyucu gazı da kaynak bölgesine göndererek kaynak bölgesinin ve kaynak banyosunun havanın kötü etkisinden korunmasını sağlar. Gaz korumasına göre yöntemin adlandırılması değişir. Şayet soy gaz atmosferi altında bir kaynak yapılıyorsa MIG olarak adlandırılır. Aktif gaz koruması altında yapılan kaynak yöntemi ise MAG olarak adlandırılır.

Bazı özlü tellerin kullanımında kaynak devresinde gaz kullanımına ihtiyaç duyulmaz, bu yöntem gazsız özlü tel ile kaynak şeklinde tanımlanır. Burada kaynak bölgesi ve banyosu tel özünün oluşturduğu gaz ile korunur.

B. KAYNAK DEVRESİ

1.      Güç kaynağı (Kaynak Makinesi)
2.      Torç ve torç kablosu
3.      Tel sürme ünitesi
4.      Su soğutma ünitesi
5.      Gaz tüpü ve basınç düşürücü
6.      Şase kablosu ve pensesi

1. Güç Kaynağı (Kaynak Makinesi)

Güç kaynağının amacı, sürekli tükenen tel elektrod ile ana malzeme arasında elektrik arkını oluşturmak, telin ve koruyucu gazın devamlı bir şekilde kaynak bölgesine gönderilmesini sağlamaktır. Örtülü elektrod ve TIG kaynağında güç kaynağında sadece bir parametre ayarımız akım ayarımız vardır. MIG / MAG güç kaynaklarında 2 parametre ayarımız vardır. Birinci parametremiz, kaynak voltajıdır. İkinci parametremiz, tel hızı ( kaynak akımı ) ‘dır. Güç kaynakları 2 gruba ayrılır.

a) Doğru akım ( DC ) güç kaynakları
Doğru akım güç kaynakları yüksek kararlılık özelliklerinden dolayı, genel kullanım güç kaynaklarıdır. Voltaj ve tel hızı değişkenliklerinden dolayı yöntemin esneklikleri vardır. Bundan dolayı ilave metalin kaynak banyosuna geçişinde farklı mekanizmalar söz konusudur. Bunlar, kısa devre, küresel ve spray metal geçişi diye adlandırılır.

b) Darbeli akım güç kaynakları
Kaynak akımının ayar mekanizmaları yardımıyla darbeli olarak üretildiği güç kaynaklarıdır. Özellikle ısı girdisinin düşük olmasını istediğimiz malzemelerde yüksek verimlilikle kullanılırlar. Darbeli akımın, yüksek amper değerlerinde ergime, düşük amper değerlerinde ise kaynak banyosunun soğuması ve düzgünlüğü sağlanır. MIG BRANZİNG yönteminde de kullanılan makine karakteristliğidir.

i) Doğru akım düz kutuplama
Düz kutuplamada torç ve torç kablosu güç kaynağının negatif ( - ) kutbuna, şase pensesi ve kablosu güç kaynağının pozitif ( + ) kutbuna bağlanır. Bu bağlantı şekli sadece özlü tel kullanımı için geçerlidir.

ii) Doğru akım ters kutuplama
Ters kutuplamada torç ve torç kablosu güç kaynağının pozitif ( + ) kutbuna, şase pensesi ve kablosu güç kaynağının negatif ( - ) kutbuna bağlanır. Bu bağlantı şekli genel kullanımı bağlantısı şeklidir

2..Torç ve Torç Kablosu

Torç kaynak metalini ve koruyucu gazı kaynak bölgesine iletir. Ayrıca çalışma güvenliği açısından tamamen izole edilmiştir. Üzerinde akım kontrol düğmesini, gaz ve tel hız ayar düğmelerini kapsar. Kablo demeti, akım iletkeni kontrol kablosunu, gaz hortumunu, şayet varsa su soğutma hortumlarını ve tel sürme kılavuzunu kapsar. Piyasada çok değişik kaynak torçları satılmaktadır.
Yüksek amperlerde, 300 amperin üzerinde veya darbeli akımlarda su soğutmalı torçlar kullanılır. Hava soğutmalı torçlar, koruyucu gaz ile soğuyan ve 300 amperden daha düşük kaynak amperlerinde genel kullanım torçlarıdır. Kuğu boynu torçlar gaz ile soğutulan, düşük akımlı kaynak uygulamaları için kullanılan torçlardır.

3. Tel Sürme

Tel sürme ünitesi, makaraya sarılmış teli kaynak bölgesine sürmek için motor ile tahrik edilen bir mekanizmadır. Tel sürme hızı motor regülatörünün ayarı ile seçilebilir. Seçilen tel hızı ergime için bir akıma ihtiyaç duyar ve bunu tanımlar. Tel sürme mekanizmalarından 4 tekerlekli veya 2 tekerlekli sistemler vardır. 4 tekerlekli sistemler 2 tekerlekli sistemlere göre çok daha kullanışlıdır.

4. Su Soğutma Ünitesi

Yüksek amper ile yapılan kaynaklarda torçta ısınmadan dolayı oluşacak hasarları önlemek için su soğutma ünitesi kullanılır. Soğutma ünitesi içindeki devir daim pompası suyun torç içinde sürekli dolaşmasını sağlayarak, torcun ısınmasını önler.

5. Gaz Tüpü ve Basınç Düşürücü

Gaz tüpü argon, helyum, karbondioksit veya karışım gibi koruyucu gazlardan birini içerir. Uygun bir basınç düşürücü yardımıyla kaynak bölgesine istenen miktarlarda gönderilir.

6. Şase Kablosu ve Pensesi

Şase kablosu ve pensesi elektriksel devreyi tamamlamak için ana malzemeye yapılan güç kaynağı bağlantısıdır. Kaynak akımına göre uygun kablo kesiti ve uzunluğu seçilmelidir. 

C. ARK GÜCÜ, SICAK BAŞLAMA ve YAPIŞMAMA MEKANİZMALARI

Güç kaynağı kullanım özelliklerini geliştirici özel mekanizmaları kapsamalıdır. Bu mekanizmalar, ark gücü, sıcak başlama ve yapışmama özellikleri olarak tanımlanır.           
- Ark gücü ; elektrodun ergiyerek ana metale geçişini kolaylaştırır. Elektrod ile kaynak banyosu teması sırasında arkın sönmesini önler.
 - Sıcak başlama ; her kaynak başlamasında akım kaynak için gerekli değerden daha yüksek tutularak ana malzeme ile elektrod arasında elektrik arkının  oluşması kolaylaştırılır.
 - Yapışmama ; elektrod ana malzemeye yapışacak gibi olur ise bu mekanizma güç kaynağını otomatik olarak anlık kapatır, böylece yapışma gerçekleşmez ve elektrod pensesinde olabilecek hasarlar önlenmiş olur.

C. KORUYUCU GAZLAR

MIG / MAG kaynak yöntemlerinde kullanılan koruyucu gazlar 2 ana kategoriye ayrılmıştır. Soy gazlar ve aktif gazlar. Argon, helyum ve argon-helyum karışımları 1. gruba, karbondioksit ve argon-oksijen veya argon-helyum karışımları 2. gruba girer.
Argon ( Ar ), atmosferden damıtılarak üretilen bir soy gazdır. Havada üretildiği için oksijen, azot ve su buharı gibi istenmeyen içerikleri de içermesine rağmen kaynak uygulamaları için en uygun gazdır.Argon kullanımı MAG uygulamalarında yüksek ark kararlığı sağlar. Düşük iletkenlikten dolayı arkın merkezi yüksek sıcaklıkta kalarak metal damlacıklarının ark boyunca  geçişi çok daha akışkan olur.
Helyum argona göre çok daha pahalı olan nadiren atmosferden, genel olarak yeraltından çıkarılan bir soy gazdır. Argon ile karşılaştırıldığında, helyum ile daha kararsız bir ark elde edilir. Fakat nüfuziyet argona göre çok yüksektir. Genellikle kalın ve ısıl iletkenliği yüksek malzemelerde, örneğin bakır ve alüminyum gibi, kullanılır. Helyum havadan hafif bir gaz olduğu için, argona göre kaynak banyosunda gerekli korumayı sağlamak için kullanım miktarı daha yüksektir.
Karbondioksit havada ve yeraltında bulunan aktif bir gazdır. Bu gazın genel problemi kararsız bir ark ve artan sıçrama kayıplarıdır. Sıçrama kayıplarını en aza indirmek için ark boyu kısaltılmalı ve mümkün olduğunca sabit tutulmalıdır. Karbondioksit korumasında yapılan kaynaklarda nüfuziyet yüksektir.
Aktif karışımlar sıklıkla gazların avantajlarını kullanmak için argon-oksijen, argon-oksijen-karbondioksit veya argon-karbondioksit karışımları kullanılabilir. Soy gazlar koruyucu özelliklerini her sıcaklıkta gösterirler, aktif gazların katılımıyla da daha kararlı bir ark ve kaynak banyosuna metal geçişi sağlanır. Bunlar koruyucu özellikler zarar görmeden yapılır.

D. KAYNAK TELLERİ

Kaynak telleri kimyasal kompozisyonlarına ve masif ( dolu ) veya özlü olmalarına göre ayrılır. Tellerin yüzeylerinde yağ veya nem olmamalı, bunlar kaynakta çatlak ve gözenek gibi kaynak hatalarına sebep olur. Düzgün olmayan tel sarımları da bazı hallerde düzensiz tel beslemesine ve uygun olmayan kaynaklamaya sebep olabilir.

Masif teller genellikle ana malzemeyle benzer kompozisyonlara sahiptirler ve ana malzemeyi temizleyici ilave elementleri içerirler. Genel kullanım çapları 0.6 – 0.8 – 0.9 – 1.0 – 1.2 – 1.6 mm’ dir. Gaz korumalı özlü teller boru şeklindeki telin içinde toz dekapanın yer almasıdır. Dekapan örtülü elektrodların, örtülerinin yaptığı görevi görür. Toz granül veya dekapan rutil, bazik veya özel özelliklerde olabilir.
Masif tellerle karşılaştırıldığında özlü teller daha iyi ark kararlılığına ve daha iyi nüfuziyet ve daha güzel kaynak dikişi görüntüsüne sahiptirler. Kaynak sonrası temizlik daha azdır. Kaynakta hata oluşumu riski, gözenek gibi, daha düşüktür. Özlü tel kullanımında örtülü elektrodlardaki gibi cüruf tabakası oluşur ve pasolar arası bu cüruf tabakası temizlenmelidir. Genel kullanım çapları 0.6 – 0.8 – 0.9 – 1.0 – 1.2 – 1.6 mm’ dir.

E. KAYNAK METALİ TRANSFER METODLARI

Kullanılan gaz, güç kaynağının çeşidi, elektrod çapı ve kullanılan akım değerleri gazaltı kaynağındaki metal geçiş mekanizmalarının farklılığına sebep olur. Yukarıdaki parametrelere bağlı olarak 3 çeşit metal geçiş mekanizması vardır. A ) kısa devre, b) spray ark, c ) darbeli spray ark
a ) kısa devre ; buradaki metal geçişi elektrodun kaynak banyosuna temas ederek kısa devre oluşturması ve bunun sonucunda metal damlalarının koparak kaynak banyosuna geçişiyle olur. Kısa devre metal geçişi yaklaşık 200 amper akım değerlerine ve ince çaplı 0.6 ile 1.2 mm tellerin kullanımıyla oluşturulabilir. Doğru akım güç kaynaklarıyla elde edilir.
b ) spray ark ; yüksek kaynak akım değerlerinde, metal damlacıklarının kaynak banyosuyla kısa devre olmadan gerçekleşen malzeme geçiş mekanizmasıdır. Burada metal transferini sağlayan yüksek akımıdır. 200 amperin üzerindeki akım değerlerinde ve tel çapının 1 mm üzerinde olduğu, koruyucu gazın argon olması halinde gerçekleşir.
c ) darbeli spray ark ; sadece darbeli akım güç kaynaklarında ve darbeli akım şartlarında gerçekleşir. Darbeli akımdan dolayı düşük akım değerlerinde de gerçekleşmesi mümkündür. Malzeme ısı girdisi düşük olduğu için özellikle alüminyum ve paslanmaz çeliklerin kaynağı için uygundur.

E. MIG/MAG YÖNTEMİYLE KAYNAK EDİLEBİLEN MALZEMELER

1 ) Karbonlu çelikler
Karbonlu çelikler doğru akım ters kutuplamada MAG yöntemiyle kaynaklanabilirler. Bu yöntemde karbondioksit karışımları kullanılabilir. Karışımdaki argon miktarının artması ark kararlılığını arttırır. Kalın malzemelerde bütün kaynak pozisyonlarında istenen özelliklerde kaynak yapılabilir. Tel içindeki silis ve manganez kaynak metalini temizleyerek kaliteli kaynaklar elde edilmesini sağlar. Malzeme kalınlığının 3 mm geçmesi durumunda ana malzemeye kaynak ağzı açılmalıdır.

2 ) Paslanmaz çelikler
Paslanmaz çelikler doğru akım ters kutuplamada MIG yöntemiyle kaynaklanabilirler. Bu yöntemde saf argon yada argonca zengin argon-oksijen-karbondioksit karışımları kullanılır. Karışımdaki argon yüzdesi % 95 altına düşemez. Malzeme kalınlığının 2.5 mm geçtiği durumlarda ana malzemeye kaynak ağzı açılmalıdır. Ana malzemeye uygun kompozisyonda kaynak teli kullanılmalıdır.

3 ) Alüminyum ve alaşımları
Alüminyum ve alaşımları doğru akım ve darbeli akım ters kutuplamada MIG yöntemiyle kaynaklanabilirler. Koruyucu gaz saf argon olmalıdır. Saf helyum veya helyum-argon karışımları da kullanılabilir.
Yatay kaynaklarda spray veya darbeli geçiş tekniği, ince malzemelerde ve köşe kaynaklarında ise kısa devre metal geçiş tekniği kullanılır.

4 ) Nikel ve alaşımları, bakır ve alaşımları gibi malzemelerde MIG yöntemiyle kaynak edilebilir. Doğru akım ters kutuplama kullanılır. Malzeme kalınlıklarına ve pozisyonlarına uygun tel çapları, akım değerleri ve uygun tel kaliteleri kullanmak gereklidir. 

ÖRTÜLÜ ELEKTROD İLE ARK KAYNAĞI ( MMA )

A. GİRİŞ

Örtülü elektrod ile ark kaynağı, elektrik arkını ısı kaynağı olarak kullanan elle yapılan ( manuel ) bir kaynak yöntemidir.
Örtülü elektrod ( elektrod pensesi ile tutulan ) ile ana malzeme ( kaynak edilecek malzeme ) arasında oluşturulan ark, ana malzemenin ve örtülü elektrodun ergimesini sağlayan ısıyı ortaya çıkarır.

B. KAYNAK DEVRESİ

1. Güç Kaynağı (Kaynak Makinesi)

2. Elektrod Pensesi ve Kablosu

3. Örtülü Elektrod

4. ŞasePensesi ve Kablosu

1. Güç Kaynağı (Kaynak Makinesi):Güç kaynağının amacı, ana malzemeyle elektrod arasında oluşturulan elektrik arkı için yeterli miktardaki çıkış akımının, akım beslemesini sağlamaktadır.

Elektrod kaynağının çalışması sabit akım prensibindedir. Güç kaynağından sağlanan akım, kaynak işlemi esnasında operatörün el kontrolündeki elektrod ile ana malzeme arasındaki mesafenin değişmesine göre değişiklik göstermez. Güç kaynağının imalat prensibi ark uzunluğunun ( kaynak esnasındaki, ana malzeme ile elektrodun ergimemiş ucu arasındaki uzaklık ) değişiklik göstermesine rağmen kaynak akımının sabit kalması şeklindedir. Akımın sabit tutulması kararlı bir ark sağlar ve operatörün çalışmasını kolaylaştırır.

Güç kaynağının içinde mekanik (manyetik şönt veya geçirgenliği belli dirençler ) veya elektronik ( SCR sistem veya inverter sistem ) akım ayarlayıcıları vardır. Bu ayrımlar elektrod kaynak makinalarını imal teknolojilerine göre 3 grupta sınıflandırır. Bunlar Elektro mekanik kaynak makinaları, Elektronik kaynak makinaları ( SCR ) ve Inverter kaynak makinalarıdır. Güç kaynakları akım çıkış kutuplama özelliklerine göre’de 2 kategoriye ayrılır:

a) Alternatif akım ( AC ) güç kaynakları:Güç kaynağı akım çıkış karakteristiği sinüs dalga şeklindedir. Zamana göre şiddetini ve yönünü değiştiren bu akım saniyede 50 veya 60 kez tekrarlanır. Transformatörler şebeke akımını, kaynak akımına dönüştüren elektro mekanik kaynak makinalarıdır.

b) Doğru akım ( DC ) güç kaynakları :Güç kaynağı akım çıkış karakteristliği sürekli ( sabit ) dalga şeklindedir. Bu karakteristik redresör tarafından şebeke alternatif akımının ( AC ), doğru akıma ( DC ) çevrilmesiyle edilir. Bu elektronik SCR ve İnverter güç kaynaklarının tipik çıkışıdır

Şayet doğru akım ( DC ) güç kaynağı kullanılıyorsa, bundan sonraki sınıflandırma kaynak edilecek malzemenin kutuplama şekline göredir.
i) Düz kutuplama : Düz kutuplamada kaynak kablosu ve elektrod pensesi güç kaynağının negatif ( - ) çıkışına, şase kablosu ve şase pensesi güç kaynağının pozitif ( + ) çıkışına bağlanır. Elektrik arkı, ısının malzeme üzerinde yoğunlaşarak ergimesini sağlar. Böylelikle elektrod ergiyerek kaynak ağzını doldurur ve ana malzemeye nüfuz eder.

ii) Ters kutuplama :Ters kutuplamada kaynak kablosu ve elektrod pensesi güç kaynağının pozitif ( + ) çıkışına, şase kablosu ve şase pensesi güç kaynağının negatif ( - ) çıkışına bağlanır. Elektrik arkı ısının elektrod ucunda yoğunlaşmasını ve ergimesini sağlar. Elektrod çeşidine göre akım karakteristiği alternatif akım ( AC ) veya doğru akım  ( DC ) ve doğru akımda kutuplamalar değişir. Yanlış akım karakteristiği veya kutuplamalarda elektrodun tutuşturulamaması, ark kararlılığının sağlanamaması veya kaynak kalitesinin uygun olmaması gibi problemler yaşanır.

2..Elektrod Pensesi ve Kaynak Kablosu:Elektrod pensesinin ana fonksiyonu elektrodu sabitlemek ve uygun temasla akım geçirgenliğini sağlamaktadır. Aynı zamanda pense operatörün çalışma güvenliği için uygun elektriksel yalıtımı sağlamalı.

3. Örtülü Elektrod:Örtülü elektrod, çekirdek ve örtü olmak üzere 2 kısımdan oluşur. Çekirdek elektrik akımını ana malzemeye ileten ve ısı etkisiyle ergiyerek kaynak ağzını dolduran ilave metaldir. Örtünün fonksiyonu ise kaynak banyosunu korumak ve kararlı bir ark oluşturmaktır.

4-5. Şase kablosu ve pensesi:Şase kablosu ve pensesi elektriksel devreyi tamamlamak için ana malzemeye yapılan güç kaynağı bağlantısıdır. Kaynak akımına göre uygun kablo kesiti ve uzunluğu seçilmelidir.

C. ARK GÜCÜ, SICAK BAŞLAMA ve YAPIŞMAMA MEKANİZMALARI

Güç kaynağı kullanım özelliklerini geliştirici özel mekanizmaları kapsamalıdır. Bu mekanizmalar, ark gücü, sıcak başlama ve yapışmama özellikleri olarak tanımlanır.           
- Ark gücü ; elektrodun ergiyerek ana metale geçişini kolaylaştırır. Elektrod ile kaynak banyosu teması sırasında arkın sönmesini önler.
 - Sıcak başlama ; her kaynak başlamasında akım kaynak için gerekli değerden daha yüksek tutularak ana malzeme ile elektrod arasında elektrik arkının  oluşması kolaylaştırılır.
 - Yapışmama ; elektrod ana malzemeye yapışacak gibi olur ise bu mekanizma güç kaynağını otomatik olarak anlık kapatır, böylece yapışma gerçekleşmez ve elektrod pensesinde olabilecek hasarlar önlenmiş olur.

D. ÖRTÜLÜ ELEKTRODLAR

1.1 Karakteristikler
-Örtülü elektrodlar çekirdek ve örtüden oluşur.

Çekirdek metal iletken çubuktur aynı zamanda ergiyerek kaynak ağzını dolduran ilave metaldir. Çekirdek olarak kullanılan malzeme ana malzemeye bağlıdır. Karbonlu çelikler için çekirdek malzemesi düşük karbonlu çeliktir. Kaynak sırasında çekirdek örtüden önce ergir.
Örtü bir çok özellik bakımından elektrodun en önemli kısmıdır. Ana fonksiyon olarak kaynak banyosunu atmosferin kötü etkisinden korur.
Örtü, gaz haline geçerek kaynak bölgesinde atmosferin yerini alır, böylelikle kaynak banyosunu ve elektrodun ucundaki ergiyen bölgeyi atmosferin kötü etkisinden korur. Ergiyerek kaynak banyosunun üzerini kaplayarak yüzer ve katılaşır.

Ergimiş metali istenmeyen kirliliklerden ( elementlerden ) temizleme özelliği vardır. Örtü içinde, malzeme içindeki istenmeyen elementlerle bileşke oluşturarak cürufa geçen elementler vardır. Böylece kaynak banyosu istenmeyen elementlerden temizlenmiş olur. Kaynak metalinin karakteristiklerine göre örtü tipinin seçimi önemlidir. Örtü bazen metal parçacıklarını da içerir, bunlar ergiyerek kaynak banyosuna geçer ve kaynak banyosuna geçen metal miktarı artmış olur. Bu elektrodlar yüksek verimli elektrodlar olarak adlandırılır..

1.2 Elektrod Kategorileri
Pazarda çeşitli örtü tiplerinde elektrodlar satılır ve bunların kimyasal kompozisyonları ark kararlılığına, nüfuziyet derinliğine, kaynak malzemesi miktarına ve kaynak banyosu kalitesine etki eder. Örtü karakterine göre ana elektrod çeşitleri aşağıdaki gibidir.

* asit örtülü elektrodlar  :Bu elektrodların örtüleri demir oksit, mangan ve silis alaşımlı demir içerir. Alternatif ve doğru akım karakteristiklerinin her ikisinde de iyi ark kararlılığı sağlarlar. Akışkan kaynak banyolarından dolayı pozisyon kaynaklarına uygun değildir. Bundan başka ana metali temizleme özellikleri iyi olmadığı için kaynak metalinde çatlak oluşumu gözlenir. Yüksek kurutma sıcaklıklarına dayanıklı olmadıkları için kaynak metalinin nem kapma ve hidrojen çatlağı riski vardır.

* rutil örtülü elektrodlar:Bu elektrodların örtüleri rutil ( % 95 Ti O2 ) olarak adlandırılan, minerali içerir. Örtü en uygun ark kararlılığını ve kaynak görüntüsünde etkili olan yüksek kaynak banyosu akışkanlığını sağlayan bir bileşkedir. Rutil örtünün fonksiyonu yumuşak bir ergime sağlamak ve kaynak üzerinde akışkan olan bol bir cüruf tabakası oluşturmak. Bu durumda dikiş düzgün bir görünümdedir. Ancak örtü etkili bir temizleyici değildir. Böylece ana metalin fazla miktarda istenmeyen element içermeyen hallerinde tercih edilir. Elektrodların tam olarak kurutulamamasından dolayı kaynak metalinde hidrojen ortaya çıkması ve hidrojen çatlağı oluşturma olasılığı vardır. Bazı uygulamalarda rutil diğer örtü çeşitlerindeki bileşenlerle, rutil-selülozik veya rutil-bazik gibi bileşkeler yapabilir. Bunların amacı kararlı bir ark ile daha performanslı kaynaklar elde etmek için örtülerin avantajlarını ortak olarak en uygun seviyede kullanmaktadır. Ark kararlılığı bu elektrodların alternatif akım ve doğru akım düz kutuplama kullanımına uygundur. Genel olarak ince malzemelerde kullanılır.

* selülozik elektrodlar:Bu elektrodların örtüleri ana olarak selüloz ve ( Mn ve Si içeren ) demir alaşımı içerir. Örtü büyük ölçüde gaz haline geçer ve dikey eksende kaynak yapma olanağı sağlar. Diğer tip örtü karakteristiğindeki elektrodlarla dikey kaynak yapmak zor veya olanaksızıdır. Örtünün gaz haline geçişi kaynaktaki cüruf miktarını azaltır. Örtünün kimyasal kompozisyonundan dolayı ortaya çıkan yüksek hidrojenden ötürü ana metalin ergime miktarlarından sıcak kaynak banyosu sağlanır böylelikle az cüruflu yüksek nüfuziyetli kaynak banyoları elde edilir. Mekanik özellikler en uygun durumdadır. Soğuma esnasında kaynak bölgesindeki cürufun azlığından dolayı kaynak dikiş görüntüsü çok güzel değildir.
Doğru akım ters kutuplamada zayıf ark kararlılığı görülür.

* bazik elektrodlar:Bazik elektrodların örtüleri kalsiyum karbonat ve kalsiyum florür ve diğer toprak alkali metallerin karbonatlarından oluşur. Ana malzemeyi temizleme kapasitelerinin yüksek olmasından dolayı bu tür elektrodlarla yüksek kalite ve mukavemetli kaynak dikişleri elde edilir. Yüksek kurutma sıcaklıkları mümkün olduğu için kaynak öncesi kullanılacak elektrodların kurutulması halinde kaynak metalinin hidrojen kapma olasılığı düşüktür. Florür arkı kararsızlaştırır ve kaynak banyosu akışkanlığını düşürür, metal transferi iri damlacıkların kısa devre metal geçişi şeklindedir. Örtünün gaz haline geçişi az olduğundan ark daha düşük aralıklarda ( ana metal, elektrod arası mesafe ) oluşur, bunun sonucunda daha deneyimli kanyakçılara ihtiyaç duyulur. Kaynak üzerinde yoğun bir cüruf tabakası elde edilir ve bir sonraki paso yapılmadan tamamen temizlenmelidir. Yatay, dikey ve tavan pozisyonları için uygun elektrodlardır.
Doğru akım, düz kutuplama genel kullanım akım karakteristiğidir. Alternatif akım ( AC ) ve doğru akım ters kutuplama akım karakteristiklerinde de kullanılabilen elektrodlar vardır. Yüksek verimlilik ve kalitedeki kaynak dikişlerinden dolayı kalın parçaların kaynağından tercih edilir. Bu tür elektrodların nem kapma özelliklerinden dolayı kuru bir yerde depolanmaları önerilir. Şayet gerek depolama şartları gerekse kullanım şartlarında elektrodların nem kapması durumunda elektrodlar kullanım öncesi üretici firmaların önerileri doğrultusunda mutlaka kurutulmalıdır.

1.3 Örtülü elektrodların özellikleri

1.4 Örtü çeşidine ve elektrod çapına göre akım ayarı

E. ÖRTÜLÜ ELEKTRODLARLA KAYNAK EDİLEBİLEN MALZEMELER

Çelik kompozisyonu kolayca tanımlanabiliyorsa rutil örtülü elektrodlar kolay tutuşma, kullanım ve güzel kaynak dikişi görüntüsü özelliklerinden dolayı kullanılabilir. Paratite orta ve yüksek karbonlu çeliklerin ( > 0.25 % ) kaynağında yapısal hatalarla karşılaşılabildiği için orta ve kalın parçaların kaynağında bazik elektrodlar tercih edilir. Bu durumda yüksek kalitede ve mekanik değerlere sahip kaynaklar elde edilir. Çelik boru kaynaklarında yüksek nüfuziyet ve elektrod çalışma kapasitelerinden dolayı selülozik elektrodlar kullanılır. Ana malzemeye kaynak ağzı açılmalı, kaynak ağzı açısı elektrodun kaynak bölgesine girişine izin verecek şekilde olmalıdır.

Paslanmaz çelikler, alüminyum ve alaşımları, bakır ve dökme demirler gibi özel metallerde özel elektrodlar kullanılarak kaynak yapılabilir. Paslanmaz çelikler, doğru akım ters guruplamada kaynatılır. Ana Malzemenin kimyasal kompozisyonuna uygun özellikte elektrodlar kullanılmalıdır.
Alüminyum ve alaşımları doğru akım ters kutuplamada kaynak yapılır. Makina elektrodun tutuşturulmasını sağlamalıdır. Ana malzemeye uygun geliştirilmiş elektrodlar kullanılmalıdır.
Dökme demirler doğru akım ters kutuplamada kaynak yapılır. Dökme demirlerde kaynak, döküm hatalarını   (boşluklarını) kapatmak veya tamir – bakım amaçlı kullanılır. Dökme demirlere uygun özel elektrodlar kullanılmalıdır.

DİRENÇ NOKTA KAYNAĞI ( PUNTA KAYNAĞI )

A. GİRİŞ

Günümüz endüstrisinde en yaygın kullanılan Direnç Kaynak Yöntemi en eski elektrik kaynak yöntemlerinden biridir. Yöntem elektrik akımının kaynak edilecek parçalar üzerinden geçmesidir. Elektrik akımına karşı olan malzeme direnci malzemelerin akım geçişi sırasında kaynak sıcaklığına ısıtılmasını sağlar. Yöntemde üst üste konmuş 2 veya daha fazla malzeme sıkıştırılarak üzerlerinden akım geçirilir ve punta uçlarının bastığı bölgelerde ergimiş noktalar oluşur. Akım geçişinden sonra parçalar ergimiş noktaların katılaşması için bir süre daha basınç altında tutulur. Böylelikle katılaşma sonucunda malzemeler birbirine kaynaklanmış olur. Kaynak ısı, basınç ve zamanın kombinasyonuyla yapılır. Kaynak zamanı malzeme kalınlığına ve kalitesine, akımın büyüklüğüne ve punta ucunun malzeme yüzeyine temas alanına bağlıdır. Yöntem otomasyona uygundur. Genel kullanım alanları otomotiv gövde, kabin ve sac birleştirmeleridir.

Şekilde görüldüğü gibi şebeke akımının yüksek voltaj / düşük amperi, düşük voltajı / yüksek akım şekline bir trafo yardımıyla dönüştürülür. Kaynak, kaynak edilecek malzemeleri belli bir basınçla sıkıştırıp, akımın malzemeye akmasını sağlayan elektrodlar yardımıyla yapılır. Akım bir elektrodtan diğerine malzeme üzerinden geçerek akar. Bu elektrodlar, yüksek akımın geçişine izin veren, basınç altında yeterli fiziksel mukavemete sahip özel bakır alaşımlarıdır. İnce parçaların kaynağında hava soğutmalı, kalın parçaların kaynağında ise su soğutmalı elektrodlar kullanılır.

Direnç nokta kaynağı, amper, elektrod basıncı ve akımın aktığı uzaklık ile kontrol edilir. Otomatik kaynakta kaynakçı akımı, basıncı ve zamanı ayarlar, sabitler. Elektronik devreler vasıtasıyla tekrarlanan bütün kaynaklarda parametrelerin aynı olması sağlanır.

Direnç Nokta Kaynağının Esasları

Direnç nokta kaynağı, kaynak edilecek iki malzemenin üzerinden punta uçlarıyla akım geçirilmesiyle ortaya çıkar. Ana metallerin elektrik akımına karşı oluşan dirençleri bölgesel ısının ortaya çıkmasına sebep olur ve kaynak yapılır.

Direnç nokta kaynağı, birbirlerine temas eden iki malzemenin şekilde de görüleceği üzere temas yüzeylerinde kaynak bölgelerinin oluşturabildiği tek yöntemdir.

Tungsten arkıyla nokta kaynağında, kaynak şekilde görüldüğü gibi bir yönden yapılır.

Direnç nokta kaynağında kaynak kolları ve uçları malzemeye çift yönde baskı ve akım uygular. Bütün pozisyonlarda kaynak yapmak mümkündür. Kaynak bölgesindeki temas yüzeylerinde elektrik akım direncinden dolayı oluşan ısı malzemelerin sıcaklıklarını ergime noktalarına kadar çıkarmalıdır. Aksi taktirde akım malzemeler üzerinden akar, kaynaklanma olmaz. Kaynak kolları malzemeleri kaynak öncesi, sonrası ve kaynak sırasında belli bir basınçla tutmalıdır. Ancak unutulmamalıdır ki bu basınç malzemeleri sabitlemek için kullanılmamalıdır.

Isının oluşturulması

Akım bir iletkenden geçerken, iletkenin akım geçişine karşı elektriksel direnci ısının ortaya çıkmasına sebep olur. Isının ortaya çıkmasını sağlayan ana formül aşağıdaki gibidir.

H = I² x R

H = Isı

I² = Akımın karesi

R = Direnç

Baskı ( sıkıştırma ) zamanı ; kaynak öncesi punta kollarının malzemeleri sıkma zamanı .
Kaynak zamanı; kaynak yapılan süre.  
Tutma zamanı; kaynak sonrası, basıncın  kaldırılmadan tutulduğu zaman.
Boşaltma zamanı; basıncın kaldırılarak  malzemelerin boşaltılıp, yükleme yapıldığı zaman

Kaynak bölgesinde direnç oluşturan 6 nokta vardır.

            1 ) punta ucu ( elektrod ) ile üstteki malzemenin temas yüzeyi
            2 ) üst malzeme
            3 ) üstteki malzeme ile alttaki malzemenin temas yüzeyi
            4 ) alt malzeme
            5 ) punta ucu ( elektrod ) ile alttaki malzemenin temas yüzeyi
            6 ) punta ucunun direnci

Dirençler seri şekildedir. Her direnç akım akışını geciktirecektir. Kaynak edilecek malzemelerin birleşme yüzeylerindeki  (madde 3’ teki) , direncin miktarı ana malzemenin ısı transfer kapasitesine, malzemenin elektriksel direncine ve kaynak edilecek malzemelerin kaynak noktasındaki kalınlığına bağlıdır.

Zaman faktörü

Direnç nokta kaynağı, ana malzemenin direncine ve nokta kaynağını yapacak ısıyı üretecek olan akım akışının miktarına bağlıdır. Diğer önemli faktör ise zamandır. Punta kaynağı için bir çok durumda yüksek amper değerleri kullanılır. Bu yüksek amperler, yüksek dirençlerle akarken kısa bir zaman sürecinde fazla ısı çıkarılır. Kaliteli kaynaklar için akımın akış zamanının çok iyi kontrol edilmesi gerekir. Nokta direnç kaynaklarında zaman kontrol edilebilen tek değişkendir. Akımın kontrolü ekonomik ve pratik değildir. Bir çok nokta direnç kaynağı kısa zaman aralığında yapılır. Kaynak yöntemlerinde normal olarak alternatif akım, 50 / 60 Hz ( 1 saniyede 50 / 60 kez tekrarlanan AC akım ) kullanılır.Ortaya çıkacak ısının formülü zamanı da içerdiği zaman alttaki gibi değişecektir.

H = I² x R x T x K

H = Isı ,    I² = Akımın karesi   ,R = Direnç   , T = Zaman  , K = Isı kaybı

Zamanın kontrolü çok önemlidir. Şayet zaman çok uzun olur ise birleşme noktasındaki ana metalin ergime sıcaklığının çok üzerine  ( bazen kaynama noktasına ) çıkılabilir. Bu gaz gözeneklerinden dolayı kaynakta hatalara sebep olur. Aynı zamanda sıvı metalin kaynak bölgesinden uzaklaşarak, kaynak noktasının kalınlığının düşmesi olasılığı da söz konusudur. Kısa kaynak zamanı ana malzemeye verilecek fazla ısı olasılığını da düşürecektir. Ana malzemenin ısıdan dolayı etkilenmesi, malzeme yüzeyi deformasyonu ve kaynak noktası çevresindeki ısıdan etkilenen bölgenin sınırları daha düşük olacaktır.

Basınç: Direnç nokta kaynağında basıncın etkisi dikkatlice düşünülmelidir. Basıncın ana amacı kaynak edilecek malzemelerin birleşme yüzeylerini temas ettirmektir. Bu hareket kaynak noktasındaki elektriksel direnç ve iletkenliğin uyumu ile sağlanır. Punta kolları ve uçları malzemeleri bir araya getirmek için kullanılmamalıdır. Direnç nokta kaynak makineleri, elektriksel “C” tutucuları gibi dizayn edilmemiştir. Basınç uygulanmadan önce parçalar birbirlerine temas edecek konuma getirilmelidir. Araştırmalar kaynak birleşmelerindeki yüksek basıncın elektrod ile malzeme temas yüzeyi arasındaki direnci düşürdüğünü göstermektedir. Basıncın yükselmesi, direnç faktörünü düşürür.

Elektrod ucu

Bakır, punta kolları ve uçlarında kullanılan ana malzemedir. Uçları ( elektrodların ) amacı kaynak akımını malzemeye basınç uygulanan yüzeylerden geçirmek ve çalışma şartlarında özelliklerini korumaktır.

Nokta kaynağı elektrodları
-          elektriksel iletkenlikleri iyi olmalı.
-          Isı iletkenlikleri iyi olmalı.
-          İyi mekanik mukavemet ve sertlikte olmalı.
-          Kaynak edilecek malzemelerle alaşım oluşturma özelliği ( olasılığı ) düşük olmalı.
Saf bakır yüksek ısıl ve elektriksel iletkenliğe sahiptir, ancak yumuşaktır ve aşınması kolaydır. Aynı zamanda ısı etkisinde kaldığında daha da yumuşar. Bir çok elektrod bakır alaşımıdır.

Elektrod uçları bakır alaşımlarından veya diğer malzemelerden yapılabilir. Elektrod malzemeleri 2 grupta sınıflanmıştır.
Grup A ; Bakır Alaşımları ( Sınıf  I, II, III, IV, V )
Grup B ; Refrakter Malzemeler ( 10, 11, 12, 13, 14 )

Grup A, Bakır alaşımları

Sınıf 1 ; Cu – Cd alaşımı ( nokta kaynağı için ),  İletkenlik % 80,  Al alaşımları, Mg alaşımları, Galvanizli kaplı çelik, Pirinç ve Bronz kaynağı için uygundur.

Sınıf 2 ; Cu-Cr alaşımı ( nokta ve dikiş kaynağı için ),  İletkenlik % 75, sertliği uygun,  Hafif karbonlu çelikler, Düşük alaşımlı çelikler, Paslanmaz çelikler, Nikel ve Monel için uygundur.

Sınıf 3 ; Cu – Zr alaşımı ( projeksiyon kaynağı için ) ,   İletkenlik % 45, mukavemet ve sertliği sınıf 2’ye göre daha yüksek  ,            Paslanmaz çelikler için uygundur.

Sınıf 4 ; Sert, yüksek mukavemetli alaşımdır. Özel uygulamalar için tercih edilen elektrod malzemesidir. ,    İletkenlik % 20

Sınıf 5 ;Döküm elektrodlardır , mukavemetleri çok yüksek ,    İletkenlik % 15

Grup B, Refrakter malzemeler 

Kompozisyonları sinterlenmiş bakır ve tungsten gibi karışımları içerir. Yüksek sıcaklıktaki aşınma dirençleri ve basma mukavemetleri için dizayn edilmiştirler. 10 ile ifade edilen bakırın iletkenliğinin % 40’ına sahiptir. Üst numaralara çıkıldıkça iletkenlik düşer.

Direnç Nokta Kaynağı Yapılan Malzemeler

* Hafif karbonlu çelikler:Hafif veya düşük karbonlu çelikler direnç nokta kaynağı yapılan malzemelerin büyük bölümünü kapsamaktadır. Uygun ekipman ve yöntem ile düşük karbonlu çeliklerin kaynaklanabilirliği güzeldir.Karbonlu çeliklerin karbon yüzdesi yükseldikçe şayet son ısıtma yapılmaz ise kaynak sonrası yapılarında kırılgan olan sementit oluşur. Hızlı soğuma sonucunda kaynak bölgesinde oluşan bu yapı kaynağın kırılgan olmasına neden olur.

* Düşük alaşımlı ve orta karbonlu çelikler:Bu çeliklerin kaynağında hafif ve düşük alaşımlı çeliklerin kaynağına göre farklılıklar vardır.Düşük alaşımlı ve orta karbonlu çeliklerin direnç faktörü daha yüksektir. Bunun sonucunda akım gereksinimleri biraz düşer. Metalürjik yapı değişimlerinin hassaslığından dolayı, zaman ve sıcaklık daha kritiktir. Düşük karbonlu çeliklere göre daha yüksek kırılma olasılığı ( kaynak metalinin )vardır. Basınç alaşım elementlerinden ve karbon miktarından dolayı bir miktar daha yüksektir. Kaynak zamanının bir miktar uzun olması, kaynak soğuma zamanını geciktirmesi ve daha sünek kaynaklar elde edilmesi bakımından uygun bir seçim olur.

* Paslanmaz çelikler:Östenetik paslanmaz çelikler yüksek elektriksel dirence sahiptir ve direnç nokta kaynağı ile kaynaklanabilirler. Bu malzemelerde düşünülmesi gereken şey, 800 – 1400 F arasında hızlı soğutulmalarıdır. Hızlı soğuma tane sınırlarında krom – karbür oluşma olasılığını düşürür. Kritik sıcaklıklarda uzun süre kalma karbür çökelmesini arttırır.

* Kaplı çelikler :Galvanizli ( elektro veya daldırma ( daha ucuz olduğu için kullanılan çeşittir. )) veya çinko kaplı çelikler bu gruptadır.
Daldırma galvanizli çeliklerde kaplama kalınlığı farklı olduğu için direnç faktörü değişken olacağı için parametre ayarları zordur. Çinkonun ergime derecesi çeliğe göre düşük olduğu için, çeliğin ergime derecesinde çinko buharlaşır. Basınç uygun olmalı. Elektrodlar uygun zamanlarda tıraşlanmalı.

* Alüminyum ve alaşımları :Alüminyun ve yüksek iletkenliğe sahip ana malzemelerde 20 kVA’ nın çok üzerindeki güç kaynaklarına ihtiyaç duyulur. Alüminyumun elektrik iletkenliği yüksektir ve kaynak makinesi kaliteli kaynaklar için yüksek akım ve alüminyumu ergitecek ısıyı sağlayacak kapasitede ve uygun basıncı sağlayacak şekilde olmalıdır.