Sıcak Plaka Kaynağı Hakkında

Sıcak Plaka Kaynağı Uygulamaları:

Sıcak plaka kaynağı 20mm genişliğindeki parçalardan 1600mm çapındaki parçalara kadar geniş bir kullanım alanında uygulanabilmektedir. Sıcak plaka kaynak metodu otomotiv sektöründe geniş bir kullanım alanına sahiptir. Örneğin araçların park lambaları ve gösterge lambalarının kaynağında bu yöntem kullanılmaktadır. Genellikle ABS(akrilonitril bütadien stiren) malzemeden üretilen far camı yuvaları ve PC(polikarbonat) malzemeden üretilen renkli far lambaları sıcak plaka kaynak yöntemiyle kaynak edilebilmektedir. Buna benzer olarak akü muhafazaları, karbüratör şamandıraları, soğutma ve cam yıkama sıvısı hazneleri de bu yöntem kullanılarak kaynak edilmektedir.

Otomotiv sektörünün dışındaki uygulama alanları olarak yüksek yoğunluklu PE(polietilen) malzemeden üretilen medikal iğne kutuları, PP(polipropilen) malzemeden üretilen taşıma ve sevk paletleri, PVC(polivinil-klorür) malzemeden üretilen pencere çerçeveleri yine sıcak plaka kaynağı yöntemiyle kaynak edilebilen malzemelerdendir.

 Sıcak Plaka Kaynağı ile Kaynatılabilen Malzemeler:

Sıcak plaka kaynak yöntemi neredeyse tüm termoplastik malzemeler için uygun bir kaynak yöntemidir, fakat daha çok yumuşak ve şeffaf termoplastikler olan polipropilen ve polietilen için uygundur. Bu yöntem naylon ve yüksek molekül ağırlıklı malzemeler için çok uygun bir yöntem değildir.

Kaynak edilecek plastik parçanın ergiyik viskozitesi ve yoğunluğu kaynak dayanımını önemli ölçüde etkilemektedir. Yüksek viskoziteli polimerler daha yüksek ısıtma sıcaklıklarına, sıcak plakaya yapışmadan müsaade edebilmektedirler. Isıdan etkilenen bölgenin fazla olması bağlantı dayanımının daha yüksek olmasına neden olmaktadır.  Polimer yoğunluğunun artmasıyla beraber ise kopma mukavemeti değerleri azalmaktadır.

Su tutan(nem çeken) bir malzeme olan naylon ve PC kaynağı sırasında su buharı ortaya çıkabilir ve bu da kaynak dayanımını önemli ölçüde azaltır. Yüksek dayanımlı kaynak bağlantıları elde edebilmek için ham malzemelere ön ısıtma uygulanabilir, ya da su tutan malzemeler için farklı kaynak parametreleri ayarlanabilir.

Hemcins olmayan termoplastik malzemelerin kaynağı da mümkündür. Bu malzemelerin kaynağında tek sıcak plaka yerine çift taraflı ve sıcaklıkları ayarlanabilen plakalar kullanılarak kaynak işlemi gerçekleştirilebilir.

Sıcak Plaka Kaynağı Makinesi:

Sıcak kaynak makineleri standart modeller olabileceği gibi isteğe özel uyarlanmış, özelleştirilmiş de olabilmektedirler. Standart kaynak makineleri değişken sıcak plakalar ve kalıp sistemi sayesinde farklı türden parçaları kaynak edebilmektedirler. Ancak bu makinelerde kaynatılacak parçaların makineye manüel olarak yerleştirilmesi ve aynı şekilde çıkarılması gerekmektedir. Özel makinelerde ise genellikle bir parça çeşidi üzerinde yoğunlaşılmaktadır ve yüksek üretim hacimleri için seri üretim yöntemi bu makineler için daha uygundur. Özel kaynak makineleri yüksek derecede otomasyonla donatılmaktadırlar ve bu makinelerde konveyör besleme üniteleri, otomatik parça çıkarıcılar gibi cihazlar kullanılmaktadır.

Bu kaynak makinelerinde kullanılan sıcak plakalar genellikle, ısıl iletkenliği iyi ve korozyon dayanımı yüksek olan alüminyum alaşımlarından imal edilmektedir. Bu makinelerde kaynatılacak karmaşık yüzeyli parçaların kaynağını gerçekleştirebilmek için bu iş parçalarının formundaki sıcak plakalar kullanılmaktadır.

Doğru eşleştirme ve iyi bir hizalama elde edebilmek için tutucular birleştirilecek parçaları desteklemeli ve bu sayede kaynak basıncı sonucu oluşabilecek deformasyonlardan kaçınılmalıdır. Bu doğrusallığı sağlamak için genellikle pnömatik veya hidrolik üniteli tutucular tercih edilmektedir. (Troughton, 2008)

                                                   Şekil  Sıcak plaka kaynak makinesi

 Sıcak Plaka Kaynak Parametreleri:

Sıcak plaka kaynak yönteminde ana kaynak parametreleri olarak sıcak plakanın sıcaklığı, ısıtma süresi, kaynak basıncı ve kaynak süresi gösterilebilir. Kaynak parametrelerinin seçimi malzemeden malzemeye önemli ölçüde değişkenlik gösterebilir. Örneğin düşük yoğunluktaki polietilen malzemenin sıcak plaka kaynağı sonrasındaki kopma mukavemeti, sıcak plakanın sıcaklığından (190–290) °C bağımsızdır. Buna karşın polipropilen malzemenin sıcak plaka kaynağı sonucu kopma mukavemeti sıcak plakanın sıcaklığı 260°C’de iken 30 MPa, 290°C’de iken 10 MPa’dan daha az olarak tespit edilmiştir. (Wise, 1999)

Ergimiş katman kalınlığı da kaynak dayanımını önemli ölçüde etkileyen parametrelerden biridir. Eğer ergimiş katman kalınlığı durdurucu mesafesinden küçük olursa parça ölçüleri kontrol edilemez olur ve bağlantı kalitesi moleküller arası difüzyonun az olmasından dolayı zayıf olur. Ergiyik kalınlığı ısıtma süresi ile orantılı olarak artış gösterir. Eğer sıkıştırma basıncı yüksek olursa ergiyik kaynak bölgesinin dışına çok fazla taşar ve böylece iyi bir bağlantı oluşturulamaz. Bu durumda kaynak bölgesi kırılgan bir yapıya sahip olur ve bağlantının kaynak kalitesi azalır. (Troughton, 2008)