Çeliklerin kaynağında kaynak kabiliyeti ısıl işlem ilişkisinin incelenmesi

Bir tasarımda, öncelikle ihtiyaç duyulan parçanın hangi biçimde olacağı belirlenir. Konstrüksiyon aşamasında malzemeden beklenen özellikler de ortaya çıkar. Bu özelliklerin belirlenmesi aşamasından sonra ise uygun malzeme seçimi yapılır. Çelik, sanayide oldukça geniş kullanım alanına sahip bir malzeme grubudur. Çeliğin özellikleri ısıl işlemler yardımıyla değiştirilebilir. Bu değişimler parçanın biçimi ve malzemenin kimyasal bileşimi, fiziksel özellikleri, mekanik dayanımı gibi özellikleri ile sınırlıdır. Isıl işlem uygulamalarında parça, işlem sıcaklığına kadar ısıtılır. Burada işlemin gerçekleşmesine yetecek kadar bir süre beklenir ve daha sonra uygun bir soğuma hızı ile soğutulur. Isınma hızı, ulaşılan sıcaklık ve soğuma hızı gibi malzemenin iç yapışım direkt olarak etkileyen parametreler kontrol edilirse, istenen yapı elde edilmiş olur. Tabii ki malzemenin kimyasal bileşimi yapıyı etkileyen en temel parametredir. Kaynak, yaygın olarak kullanılan bir imalat yöntemidir. Bir parçaya kaynak işlemi uygulandığında, o parça ısı veya basınç etkisi altında kalır. Bazı hallerde ise her iki etkinin de aynı anda uygulanması söz konusu olur. Kaynak yöntemi birleştirme amaçlı, tamir, kaplama ve kesme amaçlı olarak oldukça yaygın bir kullanım alanına sahiptir. Kaynak yönteminde kullanılan malzemelerden en yaygın olanı çeliktir. Kaynak işlemi sırasında açığa çıkan yüksek ısı, malzeme olarak kullanılan çeliğin özelliklerine etki eder. Bu etki malzemeden beklenen bazı fiziksel ve kimyasal özelliklerin değişmesine neden olur. Bu özellik değişimlerini engellemek ve malzemede homojen bir yapı sağlamak için bazı önlemler almak gerekir. Bu önlemlerin en başında da özellik değişimine yol açan ısınma ve soğuma hızlarının kontrol altına alınması gelir. Bu ise kaynak parametrelerinin kontrol edilmesiyle ve ilave önlemler alınarak sağlanır. Eğer bir malzemenin kaynak kabiliyetinden söz etmek gerekirse, ilave bir önlem almadan kaynak işleminin uygulanması anlaşılır. Kaynak bölgesinin yapısı ana malzemenin yapısından farklı olmamalıdır. Bu sağlandığı takdirde ideal bir işlem yapılmış olur. Bunu sağlamak için kaynak öncesi veya sonrası tavlama, bilinen en ekonomik ve yaygın önlemdir. Bazı malzemelerin kaynağı oldukça zor olduğundan kaynak boyunca tavlama işlemi yapılması da mümkündür. Tavlama sıcaklığının belirlenmesine etki eden faktörler olarak malzemenin kimyasal bileşimi, kalınlığı ve uygulanan kaynak yöntemi sıralanabilir. Malzemenin kaynak sırasındaki davranışları ile ısıl işlem sırasındaki davranışları arasında paralellik kurarak kaynak bölgesinde istenen özelliklerin elde edilmesinin mümkün olduğu şimdiye kadar yapılan araştırmalarda görülmüştür. Bu araştırmalar incelenmiş ve yapılan deneylerde gerçeğe en yakın sonuçlar verenler ortaya konulmuştur. Böylece pratikteki uygulamalar için gerçekleşme olasılığı yüksek tahminler yapılmıştır. Bunun sonucu olarak oluşacak yapı, işleme başlamadan belirlendiği için bu yapıyı, alınacak önlemlerle istenilen hale getirmek mümkün olmuştur. Bu araştırmalar sonucu, malzemenin kalınlığına ve kimyasal bileşimine göre uygun çalışma şartlarının belirlenebilmesi için bazı tedbirler de önerilmiştir.