Anasayfa Malzeme Bilimi, Teknik Kütüphane Kurşun Elementinin Kaynak Edilebilirliğinin İncelenmesi

Kurşun Elementinin Kaynak Edilebilirliğinin İncelenmesi

Kurşun, medeniyetin başlangıcından beri suyun nakledilme işlerinde kullanılmıştır. Romalılar tarafından Bath inşa edilen hamam, kurşun tabakalar ile astarlanmıştır. Hamama sevk edilen suyun halâ, yaklaşık olarak 2000 yıl önce döşenmiş orijinal kurşun borular içinden aktığı iddia edilmektedir. Endüstride sarf edilen kurşun miktarları yaklaşık olarak şu şekildedir: %25 tabaka kurşun ve boru, %35 elektrik kabloları kaplaması, %15 boya imalinde, %13 akümülatörlerde, %3 lehimde, %4 alaşımlarda, %2 cephane, varak ve katlanabilir tüplerde kullanılmaktadır. Kurşun her ne kadar en ağır metallerden biri ise de (1 m3 kurşun 11.37 ton gelir) aynı zamanda en kullanışlı olanlardan biridir; nispeten büyük bir kolaylıkla şekillendirilebilir ve işlenebilir. Ergime sıcaklığının (327°C) düşük olması, kurşun dökümünün kolay bir şekilde yapılmasını temin eder.

KURŞUN VE ALAŞIMLARININ ÖZELLİKLERİ

 Kurşun, medeniyetin başlangıcından beri suyun nakledilme işlerinde kullanılmıştır. Romalılar tarafından Bath inşa edilen hamam,kurşun tabakalar ile astarlanmıştır. Hamama sevk edilen suyun halâ, yak­laşık olarak 2000 yıl önce döşenmiş orijinal kurşun borular içinden aktı­ğı iddia edilmektedir. Daha sonraları kurşunun kullanılış sahası geniş­lemiş ve Normanlar’ın devrinden kalan birçok kilise ve katedral de gö­rülebileceği gibi, dam kaplamalarında kullanılmıştır. O tarihten beri kur­şun, korozyona karşı mukavemet gerektiği birçok yerde kullanılmıştır. Zira kurşun, su ve hava korozyonuna karşı olan muka­vemetine ilâveten, birçok mineral asitlerin temasında da aşınmaya karşı mukavemet gösterir. Bu sebepten ötürü sülfürik asit üretiminde ve bir­çok kimyasal işlemlerde tank astarı olarak geniş ölçüde kullanılır. Endüstride sarf edilen kurşun miktarları yaklaşık olarak aşağıda ve­rilen şekildedir: %25 tabaka kurşun ve boru, %35 elektrik kabloları kap­laması, %15 boya imalinde, %13 akümülatörlerde, %3 lehimde, %4 ala­şımlarda, %2 cephane, varak ve katlanabilir tüplerde kullanılmaktadır.

Mekanik Özellikler

Kurşun her ne kadar en ağır metallerden biri ise de (1 m3 kurşun 11.37 ton gelir) aynı zamanda en kullanışlı olanlardan biridir; nispeten büyük bir kolaylıkla şekillendirilebilir ve işlenebilir. Ergime sıcaklığının (327°C) düşük olması, kurşun dökümünün kolay bir şekilde yapılmasını temin eder. Bununla beraber, kurşunun düşük bir çekme mukavemetine (1 ton/ inç2) sahip olması sebebiyle, gerilmenin önemli derecede rol oynadığı hallerde, kullanılış sahası sınırlıdır. Suyu nakletme gayeleri için, çekme mu­kavemetinin önemi sürünme mukavemetinden daha azdır. Devamlı olarak sabit bir yük altında bırakılan metaller, zamana bağlı ola­rak yavaş yavaş uzarlar (özellikle yüksek sıcaklıklarda). Bu yavaş uza­ma veya akma, sürünme olayı olarak bilinir. Su şebeke ve­ya dağıtım borularında dahili su basıncı sabit bir yük teşkil eder. Bu sebepten ötürü kurşun borunun et kalınlığı (krip olayına devamlı bir şekilde mukavemet edecek tarzda) çalışma şartlarına mukavemet edecek ni­telikte olmalıdır. Kurşun, ağır olmasından başka, ticari metaller arasında en yumuşak olanlardan biridir. Endüstride yumuşak kurşun olarak bilinen %99.99’luk ürün, yüksek safiyette kurşuna ihtiyaç duyulan yerlerde kullanılır. Bununla beraber kurşunun yumuşaklığı, bünyede mevcut diğer maddeler tarafından büyük ölçüde etkilenir. Genellikle kimyasal tesis teçhizatı ve kurşun saçmalar gibi özel kullanılış sahalarında, kurşuna sertlik vermek amacıyla sisteme Antimuan ve Arsenik ilâve edilir.

Fiziksel özellikleri

Atom ağırlığı: 207.2
Özgül ağırlık (yoğunluk): 11.37gr/cm3
Ağırlık: 710 kg/m3
Ergime sıcaklığı: 327.4oC
Kaynama sıcaklığı: 1.755°C
Özgül ısı: 0.0303 cal/g/°C
Isıl genleşme katsayısı: 29.1 x 10-6(20o – 100°C)
Isı iletkenliği: 0.083 c.g.s. birimi
Özgül elektriki direnç: 20.65 μΩ/c.c.
Elastikiyet modülü(gerilim halinde): 2.56 x 10-6 Ib/inç2

Kurşun levha ve borular

Kurşun, tasfiyehaneler tarafından genel olarak 80 ilâ 120 Ib ağırlı­ğında külçe veya çubuklar şeklinde satılır ve imalâtçılar tarafından kur­şun levha, varak, boru ve diğer haddelenmiş ve çekilmiş ürünlerin ima­linde kullanılan ham maddeyi teşkil eder. Kurşun levhaların imali için ge­rekli haddeleme işlemi, külçelerin ergitilmesini ve 5 mm kalınlığında slablar halinde dökülmesini gerektirir. Slab’lar, elektrikle çalışan ağır çelik haddelerden geçirilerek, yaklaşık olarak l inç kalınlığına had­delenir. Bunlar uygun ölçülere kesilir ve istenen ağırlık ve kalınlıkta bir tabaka elde edilene kadar nihai tamamlama (bitirme) haddelerinden ileri ve geriye doğru geçirilir. Levha halinde kurşun, levhanın m2 ağırlığına göre tanınır ve tayin edilir (sınıflandırılır). Dökme kurşun levha, pek sık olmamakla beraber ergimiş kurşunu, hazırlanmış bir kum döküm kalıbına dökmek suretiyle de imal edilir. Kur­şun levha inşaat işlerinde, her türlü dam kaplamaları, hava ile temasta olan yerler ve oluklar için geniş ölçüde kullanılır. Kolaylıkla işlenebilme ve şekillendirilebilme özelliğine sahip olan kurşun levha, yukarıda belirti­len gayeler için çok uygun bir malzeme olarak tavsiye edilir. Kurşun levhanın X-ışınları ve Radyum radyasyonlarına karşı koruma özelliğine sahip olması, bu sahada da kullanılmasına yol açmıştır. Bahis konusu radyasyonlara karşı koruma nispeti, kullanılan kurşun levhanın kalınlığı ile doğru orantılıdır. Kurşun boru, 230°C civarındaki bir sıcaklıkta hidrolik preslerden ekstrüzyon yolu ile imal edilir; metal, içinde çelikten bir çubuk veya mandrel bulunan bir kalıbın deliğinden geçmeye zorlanır. Kalıp ve mandrelde yapılacak uygun değişiklikler sonucu dik dörtgen kesitli borular da imal edilebilir. Boru, iç çapı ve 0.914 metrelik (bir yarda’lık) bir uzunluk ba­şına ağırlığı ile belirtilir. Böylece, 1/8 inç civarında bir et kalınlığına sa­hip 2 inç’lik bir borunun ağırlığı, 0.914 metre için 12 kg’dır. Lehim malzemesi kullanmadan kurşunun eklenme işlemi, kuru ek­leme olarak bilinir. Birleştirilecek malzemenin uçları, küçük bir alev veren bir cihaz kullanmak suretiyle, birlikte ergitilir. Bu işlem sırasında, gerektiği takdirde, ilâve kurşun kullanılır. Boru işlerinde kurşunun kurşuna veya kurşunun pirince bağlantıları da yapılabilir. Ku­ru ekleme, değişmez bir kaide olarak kimyasal maddeler için kullanılacak borularda, yaş ekleme ise lehimi icabettiren kurşun bo­ru veya levhalar için tatbik edilir.

Az miktarlarda yapılan ilâvelerle kullanılan Kurşun

Herhangi bir işleme tabi tutulacak kurşuna diğer metallerin küçük miktarlarda ilâve edilmesiyle kurşunun bazı karakteristik özellikleri de­ğişikliğe uğrar ve ıslah olur. Böylece, levha ve boru imalinde, korozyona mukavemet ve imal kolaylığı gibi temel özellikleri muhafaza etmekle be­raber, çekme ve sürünme mukavemetleri ıslah edilen ve işlem sertliği kazanabilen alaşımlar geliştirilmiştir. Bu suretle, bu alaşımlardan imal edilen levha ve borular birçok hallerde adi levha ve boruların yerine avantajlı bir şekilde kullanılabilir.

Gümüş – Bakır – Kurşun alaşımları

Gümüş ve bakırın her birinden %0.003-0.005 nispetinde yapılan bir ilâve sonucu kurşunun çekme mukavemetin­de %15 oranında bir artış ile birlikte, sürünme ve yorulmaya karşı daha iyi bir mukavemet elde edilir. Islah edilmiş olan bu özellikler, suyun basınç altında naklini icabettiren yerlerde kullanılacak kurşun borular için özel bir değer taşır. Gümüş-bakır ve kurşun alaşımından imal edilen borula­rın et kalınlıkları, ıslah edilen bu mekanik özellikler sebebiyle, adi kur­şun borulara nazaran azaltılabilir. Kurşun, normal olarak, ağırlığına gö­re satın alındığından, maliyet fiyatında %30’a kadar olan nispetlerde bir tasarruf temin edilmiş olur.

Kalay – Kadmiyum – Kurşun alaşımları

Bu alaşım %1.25-1.75 nispetinde kalay ve %0.2-0.3 kadmiyumdan oluşur. Bu alaşımın, yukar­ıda bahsedilen gümüş-bakır alaşımına benzer şekilde, sürünme ve çekme mu­kavemetleri ıslah edilmiş olup, bunlara ilâveten aynı zamanda yorulma­ya karşı mukavemeti de belirli bir şekilde artmıştır. Bu sonuncu özelliğin ıslah edilmesi, bilhassa kullanılma şartları altında meydana gelen vibrasyonlar (titreşimler) için büyük bir değere sahiptir. Örneğin: devamlı hareketin yoğun olduğu yerlerde meydana gelen vibrasyon oldukça önemlidir.

Tellür – Kurşun alaşımları

Kurşun %0.05-0.1 oranında tellür ilâvesi ne­ticesi alaşımlandırılırsa, diğer kurşun alaşımlarında bulunmayan işlem sertliği kazanma özelliğine sahip olur. Bu özelliğinden dolayı malzeme bir gerilime tabi tutulduğunda, önemli derecede mukavemet kazanır, daha tok ve daha dayanıklı bir hale gelir. Malzemeyi ısıtmak ve tavlamak su­retiyle, soğuk işlem etkisi giderilir ve malzeme eski yumuşak haline ge­tirilir. Tellür-kurşun alaşımının çekme mukavemeti ve yorulmaya karşı direnci (mukavemeti), adi kurşununkine nazaran önemli derecede büyük­tür.(Yorulma mukavemeti üç misli fazladır).Tellür-kurşun alaşımı, iş­lem sertliği kazanma özelliği ve daha tok bir yapıya sahip olması sebe­biyle, adi kurşundan çok daha zor şekillendirilebilir. Bu alaşımın başlıca tatbik sahası, kimya tesisleridir.

Diğer Kurşun alaşımları

Düşük ergime sıcaklığı, plastiklik ve döküm kolaylığı gibi özellikler kurşunun, birçok tatbik sahasında alaşımlandırılmış olarak kullanılma­sının başlıca sebepleridir. Kurşunun korozif etkenlere karşı mukavim ol­ma hassası, bazı özel kullanılma sahaları için nazarı itibare alınmasına sebep olmuştur. Önemli endüstriyel alaşımlar, kurşunun kalay, antimuan ve bakır ile meydana getirdiği alaşımlardır ve bunlar tatbik sahalarına göre aşağıdaki şekilde sınıflandırılabilir:

  1. Yatak metali
  2. Antimuanlı kurşun
  3. Kurşun Boyalar

Yatak metali

Kurşun esaslı Babbit metalleri: Kurşun esaslı Babbit metalleri, kurşun antimuan-kalay sistemine dayanır ve kalay esaslı Bab­bit metallerinde olduğu gibi, nispeten yumuşak bir matris içinde bulunan sert kristallerden ibaret bir yapıya sahiptir. Sert kristallerin ve matrisin cinsi, kalay tenörüne bağlıdır ve endüstride kullanılan alaşımların çoğu, aşağıda izah edilen iki gruptan birine dahil olur. Birinci grupta %12-18 nispetinde antimuan ve %5’e kadar kalay ihtiva eden ve sert kristalleri, antimuan bakımından zengin bir katı eriyikten ibaret olan alaşımlar; ikin­ci grupta, aynı miktarda antimuan fakat %10-12 nispetinde kalay ihtiva eden alaşımlar. Bu ikinci grup alaşımlarda primer faz, yüksek kalay ala­şımlarında olduğu gibi, küp şeklini alan Sb-Sn fazıdır, ikinci gruptaki ala­şımlar, (bilhassa kalay tenörü daha yüksek olanlar) birinci gruptakilere nazaran genellikle daha iyi mekanik özelliklere sahiptirler, basınca karşı mukavemetleri ve süneklikleri (düktiliteleri) daha fazladır. Bütün kur­şun esaslı alaşımlar, antimuan bakımından zengin katı eriyiğin ve Sb-Sn kristallerinin yoğunlukları, yüksek kurşunlu matrisinkinden daha az olduğundan ve bu sebepten ötürü yükselmeye çalıştıklarından, segregasyona müsaittirler. Genel olarak segregasyon nispeti, %0.5 ilâ 2 ara­sında değişen miktarlarda bakır ilâvesiyle kısıtlanabilir. Bakır, aynı za­manda bu gruptaki alaşımlar üzerinde sertleştirici bir etkiye sahiptir. Genel olarak kurşun esaslı babbit metallerine, kalay esaslı babbit metallerinin yerini alan ucuz bir malzeme gözü ile bakılabilir. Kalay esaslı ve kurşun esaslı babbit metalleri arasında yapılan bir mukayese, kalay esaslılara nazaran, kurşun esaslı babbit’lerin yüksek sıcaklıklarda sertlik­lerini ve dolayısıyla mukavemetlerini daha büyük ölçüde kaybettiklerini göstermiştir. Bu hususta rol oynayan faktör olarak, kurşun alaşımları­nın daha düşük bir ısıl iletkenliğe sahip olması gösterilebilir. Böyle bir durum ise, yatak yüzeyinde teşekkül eden ısının bertaraf edilme imkânını azaltır. Kalay esaslı alaşımlar, kurşun esaslılara nazaran bir yağ tabaka­sını daha uzun müddet muhafaza ederler. Zira kalay esaslı alaşımlar, yağ­lamadan meydana gelecek bir aksaklıktan sonra daha uzun bir müddet çalışmağa devam edebilirler. Kurşun esaslı alaşımların yatak içlerinin astarlanmasında kullanılması, dros’lama ve segregasyona karşı olan bü­yük temayüllerinden ötürü, nispeten daha zordur. Bununla beraber, uy­gun bir şekilde astarlandıklarında, orta dereceli yükleme ve hız şartları altında başarılı bir şekilde hareket edebilirler.

Alkali metallerle sertleştirilmiş Kurşun yatak­ları: Bu cins alaşımlar, teknik sebeplerden ziyade ekonomik ve strate­jik sebeplerden ötürü, yüksek kalaylı alaşımların yerine geçmek üzere geliştirilmiştir. Bu cins alaşımlar içinde muhtemelen en iyi bilineni, sertleştirici element olarak küçük miktarlarda (%0.6 sodyum , %0.7 kalsiyum ve %0.04 lityum)  alkali metallerini ihtiva eden Al­man Bahn metalidir. Bu alaşımlardan bir diğeri de, %0.50-0.75 kalsi­yum, %1.5-2 kalay ve geriye kalanı kurşundan ibaret olan Satco ala­şımıdır. Bu alaşımların oda sıcaklığındaki mekanik özellikleri, babbit ala­şımlarının özellikleriyle aynı olmasına rağmen, daha yüksek bir ergime sıcaklığına sahip olmaları sebebiyle, yüksek sıcaklıklarda özelliklerini da­ha iyi muhafaza ederler. Bununla beraber bu alaşımların üç mahzuru mevcuttur:

a) Ergitme ve döküm şartlarının çok iyi bir şekilde kontrol edilmesi îcabeder;

b) Korozyona karşı mukavemetleri azdır;

c) Bu ala­şımların yeniden ergitilmelerî bahis konusu olduğunda, bileşimleri önemli derecede değişebilir. Bu sebepten Ötürü bu alaşımlar ancak imal ve kul­lanılma şartlarının sıkı bir şekilde kontrol edilebileceği, bazı özel tatbik sahalarına uygun malzemeler olarak mütalâa edilmelidir.

Yatak Bronzları: %10 oranında kalay ihtiva eden bronzlara kurşun ilâvesi ile yatak özellikleri ıslah edilir ve dökümlerin, basınç al­tında sıkıştırılma özelliğini yükseltir, ilâve edilen kurşun miktarı %5 ilâ 25 arasında değişir. Kurşun miktarı oldukça yüksek olan bronzlar, (kur­şunun bir bakıma yağlayıcı vazifesi görmesinden ötürü) yağlamanın nok­san olduğu yerlerde kullanılır. %30’a kadar kurşun ve ancak küçük mik­tarlarda kalay ihtiva eden önemli bir bakır-kurşun alaşım cinsi, dizel ve uçak motorları ile diğer ağır sanayi gayeleri için geliştirilmiştir. Bakır ve kurşun birbirleri içinde sıvı halde kısmen ve katı halde hiç çözünmediklerinden, bu cins alaşımlarda iki bileşkenin iyi bir dağılımını temin etmek nispeten güçtür. Bununla beraber bu alaşımlar, toz metalür­jisi yolu ile elde edilebilirler; elektroliz yolu ile kurşun ve bakırın simül­tane (aynı anda) çökelmesini sağlayan ilginç bir teknik geliştirilmiş olup, ticari sahada tatbik edilmektedir. Genellikle bakır-kurşun ihtiva eden ya­tak malzemeleri, çelik bilyeler üzerine ince bir kaplama olarak kullanılır; yatak yüzeyleri, yağlayıcı yağın korozyonuna karşı bir korunma çaresi olarak, ekseri galvanoplasti yolu ile indiyumla kaplanır.

Kurşun – Antiımuan alaşımları

Kurşuna antimuan ilâve edilmesiyle, yumuşak kurşunun elverişli olmadığı ve birçok endüstriyel tatbik sahalarının icabettirdiği (kimyasal tesis teçhizatları, akümülatör plâkaları gibi) lüzumlu mukavemet ve sert­lik kazandırılmış olur. %8 ilâ 12 nispetinde antimuanın ilâvesiyle oldukça sert bir durum arz eden alaşım, işlenebilir ve üzerinde diş açılabilir.Bu alaşımların kimyasal tesislerdeki başlıca kullanılış yeri, sülfürik asit imali ve galvanoplasti çözelti tanklarının astarlanma işlemidir. Akü­mülatör plâkaları, antimuanlı kurşundan dökülmüş ve ara boşlukları litarj ve kırmızı kurşundan müteşekkil bir hamurla doldurulmuş delikli bir ız­garadan ibarettir. Elektrik akımı, kurşun oksitlerin ve kurşunun kimya­sal değişimi sonucu sülfat haline dönüşmesiyle meydana gelir. Akümülatörün şarj edilmesi ile reaksiyon ters yönde gelişir ve kurşun sülfat, kur­şun oksit ve kurşuna dönüşür. Antimuan, kurşunla olan alaşımlara sertlik kazandırdığı gibi, katı­laşma esnasında meydana gelen büzülmeye de engel olur. Hemen hemen bütün metal ve alaşımlar donma esnasında büzülürler ve bu çekilme, me­talin döküldüğü kalıptan daha küçük ebada sahip bir döküm parçasının elde edilmesine sebebiyet verir. (Bununla beraber bu büzülme, bütün me­tal ve alaşımlar içir geçerli değildir zira, %75 den fazla antimuan ihtiva eden antimuanlı kurşun alaşımları, bizmut alaşımlarının çoğunda olduğu gibi genişler). Alaşımın döküm kalitesini ıslah etmek için kalay ilâve edilir. Tip metaller, kolaylıkla dökülebilmelerinden dolayı heykel, şamdan gibi deko­ratif cisimlerin yapımında da kullanılır. Dökümhane çalışmaları için lü­zumlu modellerin yapımında da tip metali kullanılır, fakat bu durumda 124°C da ergiyen kurşun-bizmut ötektik alaşımı (%44.5 Pb ve %55.5 Bi) model boyut toleranslarının daha hassas bir şekilde elde edilmesini sağ­lar. Antimuanın yumuşak kurşuna ilâvesiyle üretilen antimuanlı kurşun, endüstride kullanılan antimuanlı kurşunun yegâne kaynağını teş­kil etmez, zira bu alaşım önemli miktarda bir yan ürün olarak kurşun tasfiyesinden de elde edilir. Bu alaşımın elde edilen talaşını da nazarı itibare almak icabeder.

Kurşun boyalar

Kurşun bileşikleri esasına dayanan korozyona dayanıklı boyalar, yüzyıllardan beri kullanılmıştır. Titanyum esaslı boyaların bu sahadaki büyük rekabetine rağmen, halen en çok kullanılan boyalar, kurşun esaslı olanlardır. Belli başlı kurşun bileşiklerinin kısaca gözden geçirelim.

Bazik Kurşun Karbonat (2PbCO, Pb(OH)): Daha çok be­yaz kurşun olarak bilinen bazik kurşun karbonat, kurşun boylarının en geniş ölçüde kullanılanıdır ve en yüksek evsaflı boyanın esasını teşkil eder. Bu sebepten ötürü, elde edilen beyaz kurşunun renk atmasını (sol­masını) önlemek amacı ile, yüksek safiyette kurşunun kullanılması icabetmektedir; ve böylece bazik kurşun karbonata dönüşüm yapmağa mü­sait olan yüksek safiyette metal temini, pratikte alışılagelmiş bir usul ol­muştur. Bazik kurşun karbonat birçok usullerle imal edilir. Bunlardan en eski olanı ve en iyi bilineni, metalik kurşunun, seyreltik asetik asit ih­tiva edeni ve yaş meşe kabuğu ile örtülü olan toprak potalara konduğu Hollanda (Dutch) veya Stack metodudur. Meşe kabuğunun fermantas­yonu, karbondioksit ve ısının meydana gelmesini sağlar ve asetik asidin etkisi ile birlikte metalik kurşunun karbonata dönüşmesini temin eder. Bu metodda kurşunun dönüşme işlemi 90 günde tamamlandığından, daha çabuk netice veren bir usul tatbik edilmiştir. Burada metalik kurşun ve­ya litarj asetik asit içinde çözünür ve karbondioksit gazının verilmesi neticesinde beyaz kurşun çökelir.

Litarj: Litarj, bir kurşun monoksit’tir (PbO) ve kurşunun ok­sitleyici şartlar altında bir reverber fırınında ısıtılmasıyla elde edilir. Li­tarj, boya olarak kullanılmasına ilâveten akümülatör plâkalarında, sera­mik sırlarda, verniklerde, cam imalinde, lastik endüstrisinde hızlandırıcı (accelerator) ve koyulaştırıcı olarak ve altın cevherlerinin analizinde flaks olarak kullanılır.

Kırmızı Kurşun (Pb3O4): Bu parlak ve kırmızı renkli kurşun oksit, kurşunun litarj’dan daha yüksek olan bir oksididir ve litarjın kon­trollü şartlar altında 450oC civarında ısıtılmasıyla elde edilir. Beyaz kur­şundan sonra, kurşun boyaları arasında en geniş ölçüde kullanılan boyadır. Kırmızı kurşun, litarj’la işlem gören birçok endüstride de kullanılır (bilhassa akümülatör plâkalarının imalinde, cam eşya, çömlekçilik, emaye ve vernik imalinde).

Kurşun Kromat: Normal sarı kromat, sodyum bikromat ilâve edilmiş olan kurşun asetat veya nitrat çözeltilerinden çökeltme yolu ile elde edilir. Kromatı iyi bir şekilde ayrılmış Prusya mavisi muvacehe­sinde çökeltmek suretiyle yeşil krom elde edilir. Krom kırmızısı, kurşun kromatin potasyum hidroksit ile birlikte kaynatılmasından meydana ge­len bir bazik kurşun kromat’dır. İmal şartlarının değiştirilmesiyle diğer tonlardaki birçok renk elde edilebilir.

KURŞUN BİRLEŞTİRMELER ve KAYNAĞI

Düşük kuvvet ile şekillenebilen çok yumuşak metallerdir. 11.34 mg/m3nin yoğunluğu göreceli olarak ağırlığa sahiptir. Metal, düşük erime noktası ve düşük termal iletkenlikten dolayı kaynak yapmak kolay olur. Asitler, deniz suyu ve diğer kimyasal sulara maruz kaldığında aşınmaya iyi dirence sahiptir. Kesildiğinde, yüzey parlak gümüşümsü parlaklığa sahiptir. Hemen gri oksit filmi oluşturur ve başka oksitlenmeden metali korur. Kurşun daha çok ticari uygulamalar için kuvveti ve sertliği artırmak için antimon, kalsiyum ve teneke ile alaşım yapar. Kurşun alaşımları diğer metal lehimi için ve çeliklerin yüzeyi korozyondan korumak için kullanılır.

Kurşun Lehimleme

Kurşun ve kurşun alaşımları ana metalin ergimeden korunması durumunda kolayca lehimlenebilir. Birleştirmeler genellikle tesisatçılıkta, mimari
uygulamalarda ve kurşun kaplama kablo bileştirmelerinde kullanılır. Korozif ortamlarda lehim yerine kaynak tercih edilir.

Lehimleyiciler

Kurşun ve alaşımlarının lehimleyicisi olarak seçilen malzeme ergimeden baz metalle çalışabilmelidir. Kurşun birleştirmeleri için gerekli işlemlerden biride yüzey temizliğidir. Kurşun lehimleme için gerekli temizleyiciler %30-40 kalay , %2 den fazla antimuan  ve dengeleyici kurşun içerirler. Bu lehimleyiciler yaklaşık olarak 360 ºF’da erirler ve yaklaşık 480 ºF’da tamamen sıvıdırlar. Macun kıvamında geniş bir çalışma ortamı sağlar. Kurşun lehimleyicilerden  %34.5 kalay , %1.2 antimuan , %0.11 arsenik genel olarak kabloları birleştirmede kullanılır. %50 kalay %50 kurşun lehimler genel olarak kurşun sacların birleştirilmesinde kullanılır.

Kaynak tozları

Reçine toz, stearik asit toz ve donyağı kaynak tozu olarak kullanılabilir.

Yüzey hazırlama

Birleştirilecek yüzeyler tel fırçayla veya kazınarak temizlenebilir. Temizlenen yüzeyi reoksidasyondan korumak için acele olarak flux kullanılmalıdır. İnce film tabakası şeklinde  tabakası flux kullanılmalıdır. El aletleriyle aşırı yüzey temizliğinden kaçınılmalıdır. Kritik bölge yakınındaki kesit küçülmesi yorulma hatasına neden olabilir. Tutkallanmış kağıt bantlar ve tesisatçı toprağı lehim akışını sınırlamak için kullanılır.

Isıtma metotları

Kurşun ve alaşımlarının düşük ergime noktansa sahip olmaları seçilecek ısı kaynağını etkiler. Demirden yapılmış lehimleyiciler genelde  birleşme bölgesine dökülerek birleşme sağlanır.

Birleşme dizaynları

Bindirme birleştirmesi olarak,0.38-0.13 inç arasında olan kalınlıklarda uygulanır. Birleşecek yüzeyler önce temizlenmeli ve sonra donyağı sürülmelidir. Lehimleyici olarak %50 kalay %50 kurşun bileşimi kullanılır.

Kurşun Kaynak İşlemi

Kaynak işlemi, oksigaz kaynağıyla yapılır. Ama diğer kaynak işlemiyle de birleştirilebilir. Asetilen, doğal gaz veya hidrojen yakıt gazı olarak  kullanılabilirler. Oksi-hidrojen veya  oksi-asetilen karışımları, bütün pozisyonlarda kaynak yapmak için kullanılabilirler. Hidrojen alevi, düşük ısı girdisinden dolayı eriyik kaynak  havuzunun iyi kontrolünü  verir. Oksi-doğal gaz kaynağı, sadece düz pozisyon  için  tavsiye edilir. Normal alev, asetilen ile  veya doğal gaz  yakıtlar ile kullanılmalıdır. Oksijeni fazla alev  kurşunu oksitler ve ıslanmayı engeller. Kaynak torcu ve alev şiddeti; kaynağın pozisyonuna  olduğu gibi  kaynak  birleşme yerinin tipine de  bağlı olur. Genelde, toch yarı dairesel  veya v-şeklinde hareket ettirilir. Kurşun eriyik balık sırtı görünüşünde veya dairesel olarak alev yönlendirilir ve kontrol edilir. Yatay kaynak pozisyonundayken yumuşak alev arzu edilir. Daha güçlü alev genellikle tavanda ve dikey pozisyonlarda  kullanılır.

İlave metal

İlave metal içine genellikle uygun boyut ve uygun şekilde üretilir. Bu kompozisyon esas metale benzer olması gerekir. Şeritler, levhadan kırkılabilirler veya metal uygun kalıpta yapılabilirler.

Yüzeyleri hazırlama

Birleşme alanları uygun emniyetli bir çözücü temizleyici yağ veya gres yağı ile temizlenmelidir. Birleşecek yüzeyler, bitişik yüzeyler ve ilave metal yüzeyleri oksitten mekanik traş ile veya tel fırça ile temizlenmesi gerekir. Bu borunun içi için gereklidir.

Birleşme yeri tasarımı

Birleşme yeri tasarımı genellikle kurşun kaynağında borular ve levhalar için şekilde gösterilen biçimde olur. Bu birleşme yerileri birbirine  bağlı olarak yer değiştirerek kullanılabilirler. Dikey ve  tavan kaynağı neredeyse her zaman  kullanılır . Kenar-kenar birleşme sadece özel koşullar altında   kullanılır.Genellikle kurşunun kalınlığına bağlı olarak, diğerin üstüne kapladığı parça ile tasarlanılır. Daha büyük kurşun için daha büyük kaplama gereklidir. Arka tarafta, köşe ve kenar yüz üst parça, alt kenar parçada olduğu gibi  kaynak için  temiz kazınmış olmalıdır. Uç için  0.13 inç kalınlık veya daha az, kare bir oluk tasarımı kullanılabilir. Boru  sonlarında termal kısalma az parlak bir alevle  telafi etmek gerekir. V-oluk tasarımı  0.13 incin üstündeki kalın bölümler için  kullanılmalıdır. Kenar genişliği, yaklaşık levha kalınlığının  1.5 katı olmalıdır . Birleşme yeri  yerleştirmeden önce kenar yüzleri  temiz  kazınılmalılar .Uç birleşme yeri genellikle boru, ama bindirme  için veya kap birleşme yeri için duvar kalınlıkları 0.16 inç ve altında tercih edilir. Kap birleşme yeri tasarımı şekilde  gösterilmektedir. Bu tip, geniş çaplı boru birleşme yerilerinde sık sık kullanılır. Bu her hangi bir şekilde  kaynak yapılabilir.

Düz pozisyon

Düz pozisyonda  levhaya kaynak yapmada genellikle uç birleşme yeri tasarımı  kullanılır. Ama ince levhalar için  kenar birleşme  tercih edilir. Bindirme birleşme için bazen basit bağlantı elemanı kullanılır. Bu birleşme yeri, şekilde gösterildiği gibi torc bindirme parçanın bir  kenarı boyunca yarı dairesel yolda kaynak dalgalanarak  yapılır. İlave metali, ilk geçişte genellikle  eklenilmez .

Dik pozisyon 

Bindirme birleştirmelerde dikey kaynak kullanılır. Kaynak, kaynak metalini desteklemek amacıyla birleşmeye alttan başlanmalıdır. Alevle ilk olarak kaynatılacak yerin köküne yöneltilir. Dairesel hareketle alev ilk erimede levhanın gerisinde ve sonra levhadan küçük miktar eriyik havuzu oluşur. İlk havuzu katılaştırdığında alev işlemi tekrarlanarak daha yüksek hareket ettirilir . Kaynak damlası böylece, birleşme yerinin üstüne  taşınır. Uç birleşme yerileri özel kutular  kullanılır.  Birleşme yerinin bu tipi için  kaynak metalını kalıp içinde  kullanılmalıdır. İlave metal erirken, esas metalde boşluk içinde alev ile doğrudan doğruya erir. Böylece dik pozisyonda kaynak yapılmış olur.

Üst pozisyon

Bu pozisyon kurşun kaynağı için en zor pozisyondur ve mümkün olduğunca uygulamaktan kaçınılmalıdır. Çok gerekli olduğu durumlarda mümkünse tek paso ile kaynak yapılmalıdır. Kaynak hızı olabildiğince hızlı olmalıdır. Normalde dolgu metali kullanılmaz.

Yatay pozisyon

Yatay pozisyonda kaynak için iki yöntem uygulanır. Alt el ve üst el. Her ikisi için de tek pasolu kaynak uygulanır. Üst el metodunda alt tabaka üst tabakanın üzerine yüzeyse olarak yerleştirilir. (figür 18a). Üstteki levhanın kenarı uygun olarak pahlanmalıdır. Alev birleşme noktasına tutulmalı ve kenara kadar devam etmeli. Dolgu çubuğu gerekli olduğu durumda kullanılmalıdır. Alt el metodunda üst tabaka alt tabakanın üstüne katlanmalı. Katlanmış bölge al tabakanın üstüne bastırılmalıdır. Dolgu çubuğu kullanılmaz. Bu yöntemin uygulanması zordur ve kullanmaktan mümkün olduğunca kaçınılmalıdır.

Boru kaynağı

Boru kaynaklarında genel olarak minimum birleşme olması tercih edilir.boru dik eksene getirilebilir haldeyse düz kaynak uygulanır. Dik kaynaktan kaçınmak için borunun ucundan yarım olarak v şeklinde kesilir. Böylece borunun iç yüzeyinden de kaynak yapılması sağlanır. Daha sonra v şeklinde kesilen kısım birleştirilir.alternatif bir yöntem ise birleşecek iki borunun sonunun üst yarım kısmına T şeklinde delikler açılmasıdır. Kaynak prosedürü yatay olarak yapılan üst el kaynak yöntemine benzerdir. Kesit kalınlığına bağlı olarak bir veya birkaç paso kaynak gerekebilir. Genel olarak 0.13 inçlik bir kaynak güçlendirmesi kullanılır. Her pasodan sonra pasodan sonra oluşacak kalınlığa uygun olarak sonraki pasoda gerekli değişmeler yapılmalıdır. Dikey ve tavan pozisyonlarda nadiren elverişlidir.

 

KAYNAKLAR

  1. Sert Lehimleme, Burhan Oğuz, Oerlikon Yayını, 1988
  2. ADSAN Kasım, Kaynak Teknolojisi, Ankara, Yüksek Teknik Öğretmen Okulu Matbaası
  3. Çeviren: Sıtkı LALİK, Arbeitsstelle für Betriebliche Berufsausbildung Bonn, Türk Tarih Kurumu Basımevi
  4. M.E. Y, Metal Meslek Bilgisi, Milli Eğitim Basımevi İstanbul 2000.
  5. ŞAHİN Sami, Metal İşleri Meslek Teknolojisi, Şafak Matbaası ANKARA
  6. ADSAN Kasım, Oksi-Gaz Kaynağı, Emel Matbaası ANKARA 1987.