Dövme Demir Kaynakla Tamir Edilebilir mi?

Dövme demir, rafinasyon işleminde kullanılan cürufun bir kısmı ile birlikte levha haline getirilen düşük karbonlu demirden oluşan dubleks bir malzemedir. Elde edilen kompozit malzeme, cüruftan çekilmiş demir içeren demirden oluşur.

Dövme demirin kimyasal bileşimi, kaynaklanabilirliği hakkında bir miktar gösterge verecektir. Karbon ve kükürt içeriği düşükse (tipik olarak sırasıyla %0,035 ve maksimum %0,050), demir fırında doğru şekilde üretilmiştir.

Ütüye fırından çıktıktan sonra uygulanan haddeleme veya çekiçleme, cüruf parçacıklarını, iyi kaynaklanabilirlik için hacim olarak düşük olması gereken - tercihen düşük genişlik veya derinlikle, yani az çok tek boyutlu olmaları gereken kirişler oluşturmak üzere uzatır. 
 

Çoğu onarım, yumuşak çelikten takviye plakaları üzerine cıvatalama veya kaynaklamadan oluşur; bazen tüm dövme demir elemanların çelikle değiştirilmesi. Bu tip onarımlarda genellikle estetik amaçlı perçin benzeri cıvatalar kullanılmaktadır. Kaynak sadece pratik bir alternatifin olmadığı durumlarda kullanılmalı ve yüksek gerilimli alanlarda kaçınılmalıdır.

Restorasyon çalışmalarında kullanılmak üzere bazen küçük miktarlarda geri kazanılmış dövme demir mevcuttur. Bu nedenle, ferforjenin kendisine veya yumuşak çeliğe kaynak yapılmasına ihtiyaç vardır.

Bu, BS EN 499 E38 XR XX veya AWS E6013 ile uyumlu rutil kaplı elektrotlarla manuel metal ark veya blendajlı metal ark (MMA veya SMAW)) kaynağı veya BS EN440 ile uyumlu bir dolgu teli ile MAG (GMAW) kaynağı ile mümkündür. G2Si veya G3Si veya AWS ER 70S-2.

Dövme demirin yüksek oksijen içeriği nedeniyle, önerilen MAG (GMAW) kaynak dolgu telleri, oksit gidericiler olarak alüminyumun yanı sıra silikon ve manganez içerir ve bunun diğer dolgu tellerinden daha sağlam kaynaklar sağladığına dair bazı kanıtlar vardır. Bununla birlikte, sonuçlar kaynak yapılan dövme demirin kalitesine de bağlıdır ve kaynak yapılacak gerçek demir numunelerinin kullanıldığı kaynak testleri tavsiye edilir.

Rutil elektrotlar, düşük penetrasyonları ve konumsal kaynak için kullanım kolaylıkları nedeniyle MMA (SMAW) kaynağı için seçilir ve daha düşük çekme özellikleri, ısıdan etkilenen bölge (HAZ) üzerindeki stresi azaltır.

Dövme demirin mekanik çalışması tam olarak yapılmadıysa ve cüruf kirişleri hacim ve boyut olarak büyükse, kaynakta ve ergime sınırında büyük cüruf kalıntıları oluştuğundan kaynak yapmak zor olabilir. Füzyon sınırındakiler, gerilme yönüne normal olarak yönlendirilebilir ve yapı alternatif gerilmelere maruz kalırsa erken hasara yol açabilir. Ferforje bu yönde çok zayıf olabileceğinden ve kolayca bir tabaka yırtılması meydana gelebileceğinden, kalınlık boyunca gerilime neden olan kaynağa çok dikkatli yaklaşılmalıdır.

Düşük karbon ve kükürt içeriğine ve iyi dağılmış cüruf kirişlerine sahip yüksek kaliteli dövme demir, kaynakta daha az sorun yaratır. Bununla birlikte, kimyasal bileşim iyi kaynaklanabilirlik önerebilse de, cürufun dağılımı veya hacmi hakkında hiçbir belirti vermeyecektir; bu sadece mikro kesitlerle ortaya çıkacaktır.
 

İmalat yöntemleri ve ulusal standartların olmaması nedeniyle, dövme demirin mekanik özelliklerinin bir üreticinin iki plakasında bile büyük ölçüde değişebileceği, bu nedenle bir kaynak onarımına teşebbüs edildiğinde ve bir test plakasından elde edilen tatmin edici sonuçlar, kaynak yapılacak diğer plakaları temsil etmeyebilir.

Ferforje kaynak prosedürü, genel olarak, yapısal çeliğin kaynağı için kullanılanla aynıdır. Bununla birlikte, kaynak metalinde cüruf kalıntıları riskini azaltmak için ana levhaya aşırı nüfuz etmekten kaçınılmalıdır. MMA (SMAW) kaynağında bu, düşük akıma ihtiyaç duyan küçük çaplı elektrotlar kullanılarak elde edilir. MAG (GMAW) kaynağı için dip transfer veya darbeli ark kullanılmalıdır.

Yine kaynaktan önce mümkün olan her yerde mikro kesitler alınmalıdır. Yeterince büyük bir numune alınabiliyorsa bir kaynak prosedürü testi yapılmalıdır.

Kaynaktan kaynaklanan büzülme gerilimlerini azaltacak teknikler de benimsenmelidir. Bunlar, kiriş boncuklarının kullanımını, yapısal kaynağı tamamlamadan önce dövme demirin yağlanmasını, kaynak hazırlığının minimumda tutulmasını, geri adım atmayı ve işlemler arasında soğumayı içerebilir.

Ferforjenin mikro yapısının, kaynakların hacimsel tahribatsız muayenesinin zor olduğu anlamına gelebileceği kabul edilmelidir. Bu nedenle, yapısal onarımların yalnızca sağlam kaynakların üretilme olasılığının yüksek olması durumunda yapılması önemlidir.

İster ferforje ister çelik olsun, eski yapıları onarırken sıklıkla karşılaşılan ek bir sorun, kurşun oksit bazlı boyaların varlığıdır. Kaynakçıların kurşun dumanı soluması riskini azaltmak için, herhangi bir kaynak onarımı yapılmadan önce bu kaplamalar tamamen çıkarılmalıdır. Bu, sağlık ve güvenlik konuları dikkate alınarak yapılmalıdır.

Gerçekleştirilen testler, kesme veya eğilme yüklerine maruz kaldığında kaynaklı dövme demirin beklenmedik şekilde düşük yüklemelerde başarısız olabileceğini göstermiştir; bu nedenle, kaynağın, mümkün olan her yerde, ana yapısal bağlantılar yerine kozmetik uygulamalar veya takviye ilavesi ile sınırlandırılması tavsiye edilir.

Dikkat Notu: Dövme demirin yukarıda tanımlanan metalürjik özellikleri, bu malzemeyi yapısal kesitler olarak orijinal olarak monte ederken kullanılan yöntemlerle birlikte, dövme demir yapıların kaynakla onarılması/güçlendirilmesinin ancak bu alanda deneyimli şirketlere ve tüm şantiye çalışmaları gerekli bilgi, beceri ve deneyime sahip firmalar tarafından tamamlanır.