Kaynak Süreksizlikleri ve Nedenleri

Bir kaynak dikişinde radyografi filmine düşen koyu bir leke ya da yüzeyde parlayan ince bir oyuk çoğu zaman hikâyenin sonudur; oysa asıl mühendislik hikâyesi çok daha önce, ark tutuşmadan dakikalar önce başlamıştır. Nem çekmiş bir elektrot, yanlış hesaplanmış bir ısı girdisi, temizlenmemiş bir kök pasosu ya da aceleyle çekilen son krater... Süreksizlik dediğimiz şey neredeyse hiçbir zaman "şanssızlık" değildir; parametre, teknik, malzeme ve hazırlık dörtgeninde verilmiş bir kararın gecikmiş sonucudur. Bu yazıda süreksizliklere yalnızca NDT masasından değil, kaynakçının torcunun ucundan bakacağız: her süreksizliğin nasıl doğduğunu, hangi fiziksel ve metalurjik mekanizmayla oluştuğunu, hangi kabul kriteriyle değerlendirildiğini ve sahada hangi somut önlemle daha ark başlamadan engellendiğini ele alacağız. Referans çerçevemiz iki temel doküman: kusur tiplerini tanımlayan EN ISO 6520-1:2007 ve kabul seviyelerini B/C/D olarak derecelendiren EN ISO 5817:2023 (4. baskı; 2014 baskısını yürürlükten kaldırmıştır).

Baskı notu: Aşağıdaki sayısal limitler EN ISO 5817:2023 Tablo 1 ve Ek B'ye dayanır ve bu yazıda birebir verilmiştir — inspektör raporunda "çoğu zaman", "genellikle" gibi ifadeler kullanılamaz. Sözleşmenizde eski bir baskı ya da farklı bir kod atıfı varsa limitleri kullandığınız baskıdan teyit edin. 2023 revizyonunun Önsöz'de listelenen başlıca değişiklikleri şunlardır: editoryal güncellemeler, etkin boğaz kalınlığı aA'nın 1.3 / 1.4 / 1.16 / 3.2 satırlarında kullanılması, bazı satırların (1.4, 1.5, 1.6, 1.11, 1.14, 1.16, 1.19, 2.12, 2.13, 4.1) şekillerinin değişmesi/eklenmesi, Tablo 1 no. 4.1 (çoklu kusur) satırının değişmesi ve eski Ek B'nin kaldırılıp yerine yorulma tayin sisteminin gelmesi. Kabul limitlerinin çoğu 2014 ile aynıdır.

1. Süreksizlik, kusur ve kabul seviyesi: kavram netliği

Sahada en sık karıştırılan üç kelimeyle başlayalım. Süreksizlik (discontinuity), kaynak metalinin ya da ısı tesiri altındaki bölgenin (ITAB, İng. HAZ) ideal homojen yapısındaki her türlü sapmadır; kendi başına iyi ya da kötü değildir. Kusur (imperfection), EN ISO 6520-1/5817 diliyle tanımlanmış ve ölçülmüş süreksizliktir. Hata (defect) ise kabul kriterini aşan, yani reddi ya da onarımı gerektiren kusurdur. Terminoloji nüansına dikkat: ISO dilinde "imperfection" ideal kaynaktan her türlü sapmadır ve pratikte süreksizlik ile örtüşür; belirleyici ve bağlayıcı ayrım kusur ile hata (defect) arasındadır. Süreksizlik ile kusuru ayrı iki kademe olarak kuran ayrım esas olarak AWS terminolojisidir. Aradaki köprü her hâlükârda kabul seviyesidir: inspektörün "bu gözenek hata mı?" sorusuna cevabı, gözeneğin varlığında değil, uygulanan kalite seviyesindedir.

EN ISO 6520-1, metalik malzemelerdeki geometrik süreksizlikleri ergitme kaynağı için altı ana gruba ayırır: çatlaklar (100), boşluklar/gözenekler (200), katı kalıntılar (300), birleşme kusurları (400: füzyon ve nüfuziyet eksikliği), şekil ve boyut kusurları (500) ve muhtelif kusurlar (600). Bu numaralandırma, bir muayene raporunda "503 aşırı dışbükeylik" ya da "2011 gaz gözeneği" gibi tek dilde konuşmamızı sağlar. (6520-2 basınç kaynağını kapsar; ergitme kaynağında daima "-1" yazın.)

EN ISO 5817 ise bu tiplerin imalat açısından anlamlı olanları için üç kalite seviyesi tanımlar: D (gevşek gereklilik, İng. moderate), C (orta, intermediate), B (en sıkı gereklilik, stringent). "D düşük kalite" demek değildir; B, bitmiş kaynağa karşılık gelen en yüksek gerekliliktir. Standardın kapsamı yalnızca çelik değildir: çelik, nikel, titanyum ve alaşımları, t ≥ 0,5 mm, ışın (lazer/elektron) kaynağı hariç. İki kapsam kaydı sahada sık atlanır: standart tam nüfuziyetli alın kaynakları ile tüm köşe (fileto) kaynaklarını kapsar, kısmi nüfuziyetli alın kaynaklarına yalnızca ilkeleri uygulanabilir; ayrıca esas olarak doğrudan gözle muayeneye yöneliktir; hacimsel yöntemlerin kendi kabul standartları vardır. Alüminyum ve alaşımları EN ISO 10042, ışın kaynağı EN ISO 13919-1/-2 kapsamındadır.

Limitleri okumadan önce bilinmesi zorunlu üç tanım (ISO 5817:2023, md. 3): Kısa süreksizlik (short imperfection): ≥ 100 mm uzunluğundaki kaynakta, en çok kusur içeren 100 mm'lik bölümde toplam kusur uzunluğu ≤ 25 mm; < 100 mm uzunluğundaki kaynakta kaynak uzunluğunun ≤ %25'i. Tablo 1'in 401-D, 4021-D, 5011/5012, 5013, 515 gibi pek çok satırı bu tanıma dayanır — tanım bilinmeden verilen h/l limitleri sahada yanlış uygulanır. Sistematik kusur: Muayene edilen kaynak boyunca düzenli aralıklarla tekrar eden, boyutu limit içinde kalsa dahi kabul edilmeyen kusur dizisidir. Yansıtılmış alan (projected area): Gözenek yüzdesi hesabında kullanılan, radyografi filminde kaynağın izdüşüm alanıdır; yüzde limitleri bu alana göre hesaplanır.

Seviyeyi kaynakçı seçmez. Tasarım/mühendislik, servis koşuluna ve yük tipine göre WPS ve imalat şartnamesinde belirler. Çelik yapıda bu seçim keyfî değildir: EN 1090-2 icra sınıfını ISO 5817 seviyesine bağlar. Kaba eşleme EXC1 → D, EXC2 → C, EXC3 → B, EXC4 → B + ek gerekler olmakla birlikte, EN 1090-2 Tablo 17 seviyeyi kusur satırı bazında verir ve bazı kusur tipleri için bir alt seviyeye izin verir (ör. yanma oluğu, fazla kaynak metali/dışbükeylik, aşırı nüfuziyet satırları EXC2'de D'ye düşebilir). Eşlemeyi daima kullandığınız baskının Tablo 17'sinden okuyun; harf eşlemesini ezberden rapora yazmayın.

Yorulma yüklü birleşmelerde Tablo 1 tek başına yetmez. ISO 5817:2023, bilgilendirici Ek B'de yorulma tayin sistemini verir: C63, B90 ve B125 sütunları FAT sınıflarına karşılık gelir ve gösterim ISO 5817-B90 biçimindedir. Ek B D seviyesine uygulanmaz; B125 genellikle kaynak sonrası hâliyle sağlanamaz ve köşe kaynakları B125 kapsamı dışındadır. "Yorulma yüklü detaylarda en az C" gibi genel bir EN 1090-2 hükmü yoktur; yorulma için doğru araçlar ISO 5817 Ek B ve EN 1993-1-9'dur.

Bir başka kritik köprü: ISO 5817 seviyesi doğrudan bir RT/UT kabul kriteri değildir. Yöntem ve seviye seçimi EN ISO 17635, radyografik kabul EN ISO 10675-1, ultrasonik kabul EN ISO 11666, faz dizinli/otomatik UT uygulaması EN ISO 13588 ve kabulü EN ISO 19285, penetrant/manyetik parçacık kabul EN ISO 23277 / EN ISO 23278, gözle muayene EN ISO 17637 üzerinden kurulur. Bu zincir kurulmadan "NDT gözetimi" cümlesi havada kalır.

2. Gözenek: gazın kaçamadan katılaşması

Gözenek (grup 200), ergimiş kaynak banyosunda çözünmüş gazın, metal katılaşırken kaçamadan hapsolmasıyla oluşur. Gözenek hacimsel bir süreksizliktir; asıl etkisi efektif kesit kaybıdır ve çentik keskinliği düşük olduğu için tek başına düzlemsel kusurlar (401, 402, çatlak) ve keskin yüzey çentikleri (yanma oluğu) kadar tehlikeli değildir — yanma oluğu düzlemsel bir süreksizlik değil, yüzey geometrisi çentiğidir; ikisini aynı torbaya koymayın. Buna karşın lineer gözenek (2014), kümelenmiş gözenek (2013), uzamış boşluk / solucan deliği (2015 / 2016), yüzeye açılan gözenek (2017) ve kök gözeneği (516 — ISO 6520-1'de grup 500'de sınıflanan, ancak gaz kökenli bir kök yüzey kusurudur) ciddiye alınır; her hâlükârda gözenek, proses kontrolünün kaybedildiğinin habercisidir.

Kök nedenleri hemen daima gaz kaynağını işaret eder:

Nem: Örtülü elektrodun ya da tozaltı kaynak tozunun nem çekmesi hem doğrudan gözenek hem de difüze hidrojen üretir. Bazik örtüde ve tozaltı kaynak tozunda nem, katılaşma sırasında H₂/CO çıkışıyla rutin biçimde gözenek doğurur; aynı hidrojen birkaç gün sonra hidrojen kaynaklı soğuk çatlağa (bkz. Bölüm 8) yol açar. Bu iki sonuç paraleldir, biri diğerinin ikincili değildir: gözenek görüldüğünde hidrojen riski de sorgulanmalıdır. Bazik (düşük hidrojenli) elektrotlar için yaygın üretici ve AWS A5.1/A5.5 aralığı 260-430 °C / 1-2 saat yeniden kurutma ve 120-150 °C sıcak dolapta bekletmedir; bağlayıcı olan üretici veri sayfası ve onaylı WPS'tir — bu rakamlar saha talimatı değil, büyüklük mertebesidir. Atmosfere maruz kalma süresi elektrot sınıfına göre değişir (AWS A5.1/A5.5 ve D1.1 maruziyet tablosu). Ters yön de vardır: üretici sınırının üstünde aşırı kurutulan bazik elektrotta ark kararsızlaşır ve gözenek artar — "ne kadar kurutursan o kadar iyi" değildir.
Kontaminasyon ve yetersiz deoksidasyon: Yağ, boya, primer, pas, galvaniz kaplama, kesme cürufu — hepsi ısıyla ayrışıp gaz üretir. Ayrı bir mekanizma CO gözeneğidir: banyoda yeterli Si/Mn deoksidanı yoksa oksitli/kaplamalı yüzey üzerine kaynak edilirken karbon, oksijenle birleşip CO çıkarır. Bu, tel/ilave metal seçimiyle (deoksidan içeriği) ve yüzey temizliğiyle çözülür. Kaynak bölgesi her iki yandan yeterli genişlikte parlak metale kadar temizlenmelidir.
Gaz örtüsü kaybı: GMAW/GTAW'da yetersiz gaz debisi, rüzgâr/cereyan, tıkalı nozul ya da hortum kaçağı atmosferik azot ve oksijenin banyoya girmesine yol açar. AWS D1.1, gaz korumalı proseslerde (GMAW/GTAW/FCAW-G) kaynak bölgesindeki rüzgâr hızını yaklaşık 5 mil/sa ≈ 8 km/sa ile sınırlar; bunun üzerinde paravan zorunludur (madde numarası baskıya göre değişir, kullandığınız baskıdan teyit edin).
Teknik: Aşırı ark boyu, yanlış tutuş açısı ve çok yüksek ilerleme hızı da örtüyü bozar. Sürekli ve yönlü gaz çıkışı olduğunda gözenek küresel kalmaz, katılaşma cephesiyle birlikte uzayarak solucan deliğine (2016) dönüşür.

Kabul (ISO 5817:2023, Tablo 1):

2.3 — Yansıtılmış alana göre gözenek alanı (a1 şıkkı): tek pasoda D ≤ %2,5 / C ≤ %1,5 / B ≤ %1; çok pasoda ≤ %5 / %3 / %2. Aynı satırın a2 şıkkı kırılma yüzeyi alanına göre ≤ %2,5 / %1,5 / %1 sınırını verir ve yalnızca üretim deney parçaları ile vasıflandırma deney numunelerinde uygulanır.
Tek gözenek çapı: alın kaynağında d ≤ 0,4 s (maks. 5 mm) / 0,3 s (maks. 4 mm) / 0,2 s (maks. 3 mm); köşe kaynağında d ≤ 0,4 aA (maks. 5 mm) / 0,3 aA (maks. 4 mm) / 0,2 aA (maks. 3 mm).
2013 kümelenmiş gözenek: küme çapı dA ≤ 25 / 20 / 15 mm; sistematik küme gözenek hiçbir seviyede kabul edilmez.
2014 lineer gözenek: h ≤ 0,4 s / 0,3 s / 0,2 s (maks. 4 / 3 / 2 mm) ve l ≤ s, maks. 75 / 50 / 25 mm.
2.6 — 2015/2016 uzamış boşluk ve solucan deliği: D'de h ≤ 0,4 s, maks. 4 mm ve l ≤ s, maks. 75 mm; C ve B'de kademeli olarak sıkılaşır.
1.18 — 516 kök gözeneği: D'de kabul uygulamaya bağlıdır; C ve B'de kabul edilmez.

3. Cüruf ve katı kalıntı: pasolar arası temizliğin bedeli

Cüruf kalıntısı (301), örtülü elektrot ya da tozaltı gibi cüruf üreten proseslerde, önceki pasonun cürufu tam temizlenmeden üzerine kaynak edilmesiyle oluşur. Cüruf metalden hafiftir ve normalde yüzeye çıkar; ancak dışbükey bir paso profili, dar bir ağız açısı ya da hızlı ilerleme cürufu kenar cebine hapseder. Aynı gruba tungsten kalıntısı (3041) ve bakır kalıntısı (3042) girer.

Bu iki metalik kalıntı sahada sık sık aynı torbaya konur; oysa kabul mantıkları taban tabana zıttır. Tungsten kalıntısı mutlak ret değildir: ISO 5817:2023'te 3041, Tablo 1 no. 2.10 "304 — bakır dışındaki metalik kalıntı" satırı altında boyut esaslı değerlendirilir: h ≤ 0,4 s (maks. 4 mm) / 0,3 s (maks. 3 mm) / 0,2 s (maks. 2 mm). Kaçınılması gereken bir kalıntıdır, ancak limit içinde kaldığında kabul edilebilir. (RT ile değerlendirmede EN ISO 10675-1'in kendi hükümlerinin ayrıca uygulandığını unutmayın.)

Bakır kalıntısı ise özel bir uyarıyı hak eder: kontak tüpü temasından ya da bakır altlıktan çeliğe geçen bakır, yalnızca bir kalıntı değil sıvı metal kırılganlığı / bakır penetrasyon çatlağı başlatıcısıdır. ISO 5817'de 3042, D, C ve B'nin üçünde de kabul edilmez.

Önlemler:

Her paso sonrası cürufu taşlama/fırça/keski ile tamamen temizle; özellikle kaynak ayağı (toe) bölgelerindeki cüruf ceplerine dikkat et.
Dışbükey, "tepeli" pasolardan kaçın; hafif içbükey veya düz profil cürufun akmasını kolaylaştırır.
Salınım ve ilerleme hızını, cüruf banyonun önüne kaçmayacak şekilde ayarla.
GTAW'da tungsteni banyoya değdirme; değdiyse elektrodu yeniden bileyip kalıntıyı taşlama/frezeleme ile tamamen kaldır ve gerekirse PT/RT ile doğrula. Karbon-ark oyma (gouging) burada uygunsuz ve aşırı bir yöntemdir; özellikle paslanmazda karbon bulaşması riski taşır.

4. Füzyon eksikliği: sıcaklık var, birleşme yok

Füzyon eksikliği (401), kaynak metali ile esas metal arasında ya da pasolar arasında metalurjik birleşmenin gerçekleşmemesidir. Mekanik olarak son derece tehlikelidir; keskin bir düzlemsel çentik gibi davranır.

Radyografi fiziğini doğru kurmak şart: düzlemsel bir süreksizlik ancak ışın demeti kusur düzlemiyle hizalı olduğunda film üzerinde kontrast oluşturur. Demet kusur düzlemiyle birkaç derecelik açı yaptığında bile süreksizlik kaçar. Bu yüzden yan duvar füzyon eksikliği için açılı prob UT, özellikle faz dizinli UT (PAUT) tercih edilir; uygulama EN ISO 13588, kabul seviyeleri EN ISO 19285, yöntem seçiminin kendisi ise EN ISO 17635'e bağlanır.

Kök neden neredeyse her zaman yetersiz ısı girdisi ya da yanlış yönlendirmedir: düşük akım/yüksek ilerleme hızı; ark duvara değil önceki paso yığınına yönelten yanlış torç açısı; kötü paso sıralaması ve duvara ulaşamayan salınım; GMAW kısa devre modunda çok düşük gerilim.

Önleme, WPS'teki ısı girdisi aralığına sadık kalmak, duvar ergimesini gözle doğrulamak (kaynakçı banyonun kenar duvarını "yaladığını" görmelidir) ve doğru çalışma açısıyla arkı birleşme hattına yönlendirmektir.

Kabul (ISO 5817:2023, Tablo 1):

1.5 — Yüzey füzyon eksikliği (401): D, C ve B'nin hiçbirinde kabul edilmez.
2.12 — İç füzyon eksikliği (401/4011/4012/4013): D'de kısa süreksizlik olarak kabul edilir — alın kaynağında h ≤ 0,4 s, maks. 4 mm; köşe kaynağında h ≤ 0,4 a, maks. 4 mm. C ve B'de kabul edilmez.
Bu satır 2014 → 2023 revizyonunda değişmemiştir; değişen yalnızca açıklayıcı şekildir. "2023'te sıkılaştı" biçimindeki bir bilgi inspektörü gereksiz redde ya da yanlış onarım kararına götürür.
Mikro füzyon eksikliği (4014): D ve C'de kabul, B'de kabul edilmez.

5. Nüfuziyet eksikliği: köke ulaşamayan ark

Nüfuziyet eksikliği ailesinde iki kodu ayırmak zorunludur. 4021 (yetersiz kök nüfuziyeti), tam nüfuziyet istenen bir birleşmede kök bölgesinin tasarlanan derinliğe kadar ergitilememesidir. 402 (nüfuziyet eksikliği) ise nüfuziyetin tasarlanan derinliğe ulaşmadığı genel durumdur ve tipik olarak kısmi nüfuziyetli birleşmelerde uygulanır. Boru hatlarında ve basınçlı ekipmanda kök kusurları doğrudan sızıntı ve kırılma başlangıcı riskidir.

Kök nedenler: çok büyük kök yüzü (root face), çok küçük kök aralığı ya da yetersiz ağız açısı; düşük ısı girdisi/yüksek hız; dar köke giremeyen fazla kalın elektrot; manyetik ark üflemesi.

Önlem, kaynak ağzını onaylı WPS'e uygun açmak, kök aralığı/kök yüzü toleranslarını puntalama (tack) öncesi ölçmek, kök pasosunda doğru akım ve hızı tutturmaktır. (EN ISO 9692-1 tavsiye edilen hazırlık geometrilerini verir; bağlayıcı olan onaylı WPS'tir.) Tek taraflı köklerde iki ayrı araç birbirine karıştırılmamalıdır: kök koruma gazı (purge) oksidasyonu önler — paslanmaz/dubleks işlerde artık oksijen seviyesi analizörle doğrulanır, eşik proje şartnamesinden alınır; seramik veya bakır altlık (backing) ise kök profilini kontrol eder. Bakır altlık kullanılacaksa arkın altlığa değmemesi sağlanmalıdır; bakır kapması 3042 demektir.

Kök korumasının kabul karşılığı da vardır: ISO 5817'de 610 tav renkleri (görünür oksit filmi) ayrı bir satırdır ve üç seviyede de "kabul uygulamaya bağlıdır (malzeme, korozyon koruması)" hükmüyle bırakılmıştır. Paslanmaz ve dubleks işlerde inspektörle imalatçının en sık tartıştığı satır budur; eşiği (renk skalası, kabul edilen ton) proje şartnamesine yazdırın.

Aynı kök bölgesinin diğer tipik süreksizlikleri: 515 kök içbükeyliği (suck-back), 516 kök gözeneği, 509 sarkma ve 504 aşırı nüfuziyet. Bunlar C ve B'de belirgin biçimde sıkılaşır; 516 kök gözeneği ise sıkılaşmaz, C ve B'de doğrudan kabul edilmez (D'de kabul uygulamaya bağlıdır).

Kabul (ISO 5817:2023, Tablo 1):

1.6 — 4021 yüzey, yalnızca tek taraflı tam nüfuziyetli alın kaynakları için: D'de h ≤ 0,2 t, maks. 2 mm (kısa süreksizlik); C ve B'de kabul edilmez.
2.13 — 4021 iç, T-birleşmeler (köşe kaynağı): D'de h ≤ 0,2 a, maks. 2 mm; C ve B'de kabul edilmez. (2014'te bu T-birleşme satırı 402 kodu altındaydı; kod 2023'te 4021'e çekilmiştir — "baskıya dikkat" tezini destekleyen gerçek bir değişiklik budur.)
2.13 — 402 nüfuziyet eksikliği (kısmi nüfuziyetli birleşmeler): D'de h ≤ 0,2 s veya 0,2 i, maks. 2 mm; C'de h ≤ 0,1 s veya 0,1 i, maks. 1,5 mm; B'de kabul edilmez. 402'nin C'de de sınırlı biçimde kabul edildiğini atlamak, yerinde duran bir kaynağı gereksiz yere onarıma sokar.

6. Yanma oluğu (undercut): kenarı yiyen ark

Yanma oluğu (5011 sürekli / 5012 kesikli), kaynak ayağı boyunca esas metalde açılan ve kaynak metaliyle dolmayan oluktur. Gerilme yığılması yarattığı için yorulma yüklü yapılarda çatlak başlangıç noktasıdır.

Kök nedenler doğrudan tekniktedir: aşırı akım/aşırı ark boyu; yüksek ilerleme hızı; yanlış çalışma açısı ve salınımda kenar duraklamasının yapılmaması; yatay pozisyonda yerçekiminin banyoyu aşağı çekmesi.

Kabul (ISO 5817:2023, Tablo 1, no. 1.7):

t > 3 mm: D: h ≤ 0,2 t, maks. 1 mm; C: h ≤ 0,1 t, maks. 0,5 mm; B: h ≤ 0,05 t, maks. 0,5 mm.
t = 0,5-3 mm: D: h ≤ 0,2 t; C: h ≤ 0,1 t; B: kabul edilmez. (Bu bantta maksimum mutlak değer verilmez.)
Her iki bantta da satır yumuşak geçiş (smooth transition) şartını arar ve D ile C için kısa süreksizlik koşulunu getirir; yanma oluğu bu satırda sistematik kusur sayılmaz. Ölçülen h değeri limit içinde olsa bile keskin geçişli bir oluk kabul edilmez.

Önleme paketi: akımı WPS aralığında tut, ark boyunu kısalt, ilerleme hızını düşür, salınımın kenarlarında kısa duraklama yap, ilave metali kenara yönlendir.

7. Krater ve krater çatlağı: son saniyenin kusuru

Krater boşluğu — yüzeyde açık kaldığında 2025 (end crater pipe), kaynak metali içinde kapandığında 2024 (crater pipe) — ark bir paso sonunda aniden kesildiğinde banyonun dolmadan katılaşmasıyla oluşan çekme boşluğudur. Bu çukurda metal büzülürken çevresi çoktan katılaştığı için içeride çekme gerilmeleri toplanır ve çoğu zaman yıldız biçimli bir krater çatlağı (104) doğar. Krater çatlağı sıcak (katılaşma) çatlağı ailesindendir ve ince olmasına rağmen ana kaynağa doğru ilerleyebilir.

Önleme tamamen kaynakçının elindedir: arkı keserken torcu geri getirip krateri doldur (birçok GMAW/GTAW makinesinde "crater fill" fonksiyonu akımı kademeli düşürerek bunu yapar); arkı dikişin bitiş noktasında değil, dikişin içine geri çekerek söndür. (Backstep, bu yazıda dikiş sıralama tekniği olarak Bölüm 9'da geçer; ark söndürme tekniğiyle karıştırılmamalıdır.)

Kabul (ISO 5817:2023, Tablo 1): Krater boşluğunun kendisi mutlak ret değildir; sayısal limitle değerlendirilir.

1.4 — 2025 yüzey uç krater boşluğu: D'de h ≤ 0,2 s (maks. 2 mm) ve d ≤ 0,3 s (maks. 3 mm); C'de h ≤ 0,1 s (maks. 1 mm) ve d ≤ 0,2 s (maks. 2 mm); B'de kabul edilmez.
2.8 — 2024 iç krater boşluğu: D'de h veya l ≤ 0,2 t (t > 3 mm için maks. 2 mm); C ve B'de kabul edilmez.
Çatlak (100) ve krater çatlağı (104): D, C ve B'nin hiçbirinde kabul edilmez. Tek nüans mikro çatlaktır (1001): D'de kabul edilir, C ve B'de kabul esas metalin çatlak hassasiyetine bağlı değerlendirilir. Yani D seviyesi "gevşek" olsa bile çatlağa müsamaha etmez — ama krater boşluğunu D ve C'de sayısal sınırla kabul eder. Bu iki satırı karıştırmayın.

8. Çatlaklar (grup 100): sıcak, soğuk, likasyon, reheat ve tabakalanma yırtılması

Çatlak, ISO 5817'nin üç seviyesinde de reddedilen tek kusur ailesidir; bu yüzden mekanizmasını bilmek pazarlık değil, zorunluluktur.

Sıcak (katılaşma) çatlağı. Mekanizma yalnız kraterle sınırlı değildir, dikişin gövdesinde de görülür. Sürücüler: kükürt ve fosfor segregasyonu; derinlik/genişlik oranı 1'in üzerindeki dar-derin dikişlerin merkez hattı çatlağına yatkınlığı; östenitik paslanmazda delta ferrit eksikliği. Önlem: düşük S/P esas metal ve ilave metal, dikiş kesitini genişletip derinlik/genişlik oranını düşürmek, östenitik paslanmazda 3-10 FN delta ferrit hedefiyle WRC-1992 (veya Schaeffler) diyagramından ilave metal seçimi. Tam östenitik paslanmazlar ve Ni alaşımları yüksek risklidir.

Likasyon (ergime sınırı) çatlağı. Sıcak çatlak ailesinin ITAB'da görülen biçimidir: ergime sınırının hemen yanında, düşük ergime noktalı tane sınırı filmleri kısmen sıvılaşır ve katılaşma büzülmesi altında ayrılır. Özellikle östenitik paslanmazlarda, Ni esaslı alaşımlarda ve yüksek ısı girdili çok pasolu işlerde görülür. Önlem: ısı girdisini ve pasolar arası sıcaklığı sınırlamak, düşük S/P ve kontrollü kalıntı elementli esas metal, ince paso tekniği.

Süneklik-düşüşü çatlağı (ductility-dip cracking, DDC). Ni esaslı kaynaklarda katılaşma çatlağından ayrı bir mekanizmadır: ergime yoktur, katı hâlde, solidus altındaki bir sıcaklık aralığında tane sınırı sünekliğinin çökmesiyle oluşur. Çok pasolu ve yüksek kısıtlı Ni esaslı dikişlerde baskın hasar biçimidir; tane sınırı kıvrımlılığını artıran ilave metal kimyası ve düşük kısıt tasarımı ile azaltılır.

Hidrojen kaynaklı soğuk (gecikmeli) çatlak. C-Mn ve düşük alaşımlı çeliklerde en pahalı hasar mekanizması budur ve ark söndükten sonra tipik olarak 48 saati bulan bir gecikmeyle ortaya çıkabilir; yüksek dayanımlı ve kalın kesitlerde gecikme 72 saati ve üzerini bulabilir. Bu yüzden kritik işlerde NDT bekleme süresi şart koşulur ve süre uygulanan koddan alınır (ör. AWS D1.1 belirli yüksek dayanımlı çeliklerde 48 saat; ASME B31.3 tipik 24 saat; EN 1090-2 kaynak sonrası muayene gecikmesi hükmü — hepsi kullandığınız baskının ilgili maddesinden okunmalıdır). Dört koşul birlikte gerekir: (1) difüze olabilir hidrojen, (2) hassas mikroyapı (sert ITAB/martenzit), (3) çekme gerilmesi, (4) yaklaşık 150 °C altı sıcaklık. Dördünden biri kırıldığında çatlak oluşmaz; önleme mantığı tam olarak budur.

Araçlar: ön ısıtma ve pasolar arası sıcaklık hesabı için EN 1011-2:2001 Ek C (Metot A ve Metot B). Metot A, karbon eşdeğeri CEV(IIW) = C + Mn/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Ni+Cu)/15 üzerinden kurulur ve ağırlıklı olarak C-Mn çelikleri içindir. Metot B, CET = C + (Mn+Mo)/10 + (Cr+Cu)/20 + Ni/40 üzerinden kurulur ve ağırlıklı olarak ince taneli, yüksek dayanımlı (TMCP/QT) düşük alaşımlı çelikler içindir. Metot B "ince kesit" metodu değildir; EN 1011-2 Ek C, C.3'te verilen geçerlilik aralığı d = 10-90 mm, CET %0,2-0,5, HD 1-20 ml/100 g, ısı girdisi Q 0,5-4,0 kJ/mm, akma dayanımı ≤ 1000 N/mm², ISO/TR 15608 grup 1-4'tür. Aralık dışında kalındığında Metot A / CEV yaklaşımına dönülür; her iki metodun kalınlık, hidrojen ve ısı girdisi sınırları vardır.

Difüze hidrojen tarafında iki dokümanı karıştırmayın: EN ISO 3690 yalnızca ölçüm yöntemidir ve sonucu HD olarak (ml/100 g) verir; H5/H10/H15 sınıf gösterimi sarf standartlarında (EN ISO 2560, ISO 14341, ISO 17632, ISO 18275 vb.) tanımlıdır, EN 1011-2 ise ayrıca A-E hidrojen ölçeğini kullanır. ITAB sertlik sınırı için EN ISO 15614-1 sertlik tablosuna bakılır: kaynak sonrası ısıl işlem uygulanmamış (as-welded) durumda çelik grubu 1-2 için 380 HV10, grup 3 için 450 HV10; ısıl işlem uygulanmış durumda sırasıyla 320 ve 380 HV10. ("Islah edilmemiş" ifadesi burada yanlış çeviridir; standardın ayrımı ısıl işlem görmüş/görmemiş durumdur.) Pasolar arası sıcaklığın hem alt sınırı (soğuk çatlak) hem üst sınırı (tokluk kaybı) vardır. Hidrojen difüzyonunu hızlandırmak için kaynak sonrası art ısıtma (post-heat) uygulanabilir; bu, PWHT ile aynı şey değildir.

Yeniden ısıtma (reheat / gerilim giderme) çatlağı. PWHT'yi tek yönlü bir çözüm sanmak sahada pahalıya patlar. Cr-Mo(-V) çeliklerinde ve stabilize östenitiklerde (321/347), PWHT sırasında kaba taneli ITAB'da tane içi karbür çökelmesi taneyi sertleştirir, artık gerilme rahatlaması tane sınırlarına yığılır ve çatlak ısıl işlem sırasında doğar. Yani PWHT hem hidrojeni giderir hem artık gerilmeyi düşürür, ancak bu malzemelerde kendisi de çatlak kaynağı olabilir; ısıl işlem çevrimi (rampa, sıcaklık, bekleme) ve ilave metal seçimi bu risk gözetilerek ayrıca değerlendirilmelidir.

Tabakalanma yırtılması (lamellar tearing). Kalın kesitli T ve köşe birleşmelerde, kalınlık (Z) yönünde çekme yükü altında, MnS kalıntı dizilerinin düzlemlerinde ilerler. Kod uyarısı: bu olgunun ISO 6520-1 ana sınıflandırma tablosunda kendine ait bir referans numarası yoktur; çatlama olgusu olarak ele alınır ve morfolojisine göre 100 grubunda değerlendirilir. (Sık yapılan bir hata 105 numarasını buraya yapıştırmaktır; ISO 6520-1'de 105 = birbirine bağlı olmayan çatlak grubu, 106 = dallanmış çatlaktır.) Önlem: EN 10164'e göre Z-kalite çelik (Z15/Z25/Z35), birleşme geometrisini kalınlık yönü çekmesini azaltacak biçimde değiştirmek, tampon paso (buttering) ve düşük kükürtlü esas metal.

9. Sıçrama, ark tutuşma izi, çarpılma ve şekil kusurları

Sıçrama (602; tungsten sıçraması 6021): Ark banyosundan fırlayıp yüzeye yapışan metal damlacıklarıdır. "Zararsız" demek yanlıştır: ISO 5817 Tablo 1'de sıçrama "kabul, uygulamaya bağlıdır (malzeme, korozyon koruması)" olarak bırakılır. Yorulma yüklü çelik kaynaklarında bilgilendirici Ek B, Tablo B.1, no. 1.23 geçerlidir: sıçrama yalnızca B125 (FAT 125) sütununda kabul edilmez; C63 ve B90 sütunlarında Tablo 1'in "uygulamaya bağlı" hükmü geçerlidir ve Ek B D seviyesine uygulanmaz. Paslanmazda sıçrama korozyon başlangıç noktasıdır. Kök nedenler: gerilim/indüktans dengesizliği, uzun ark, kirli/nemli gaz, yanlış GMAW transfer modu. Önlem: parametreleri transfer moduna oturtmak, gaz karışımını (ör. CO₂ oranı) uygun seçmek, temiz tel ve doğru kontak tüpü mesafesi.

Ark tutuşma izi (601): Sahada en sık reddedilen "önemsiz sanılan" süreksizliktir. Esas metal üzerinde kontrolsüz tutuşan ark, çok küçük bir hacimde hızlı soğuma yaratır; sonuç lokal martenzit ve çatlak başlangıcıdır. ISO 5817'de C ve B'de kabul edilmez, D'de yalnızca malzeme özellikleri etkilenmemişse. Pratik: izi taşlayarak kaldır, kalınlık kaybını kontrol et ve bölgeyi MT/PT ile yeniden muayene et.

Çarpılma (distortion): Eşitsiz ısınma-soğumadan doğan büzülme ve açısal deformasyondur; bir süreksizlik değil, boyutsal bir kusurdur ama montaj açısından en pahalı sorunlardan biridir. Önlem: gerekli minimum ısı girdisi ve dikiş kesiti, dengeli/simetrik kaynak sırası (backstep, atlama/blok sekansı), sağlam bağlama ve ön eğme (pre-setting), aşırı büyük dikişten kaçınma.

Aynı gruba giren şekil kusurları kodlarıyla şöyledir: 502 fazla kaynak metali (excess weld metal — yalnızca alın kaynağı için tanımlı), 503 aşırı dışbükeylik (yalnızca köşe kaynağı için tanımlı), 504 aşırı nüfuziyet, 509 sarkma (sagging), 511 yetersiz dolgu, 512 asimetrik/yanlış bacak boyu, 507 doğrusal kaçık birleşme (linear misalignment). 504 ile 509 ayrı kodlardır; "504 aşırı nüfuziyet/kök sarkması" biçiminde birleştirilmeleri rapor dilinde hatadır. Hepsi WPS profili, montaj toleransı ve teknik disiplinle kontrol edilir.

10. Kök neden zinciri: parametre, teknik, hazırlık, malzeme

Yukarıdaki kusur ailelerini tek bir çerçevede topladığımızda dört kök neden ailesi görürüz:

Isı girdisi (parametre): Düşükse füzyon/nüfuziyet eksikliği ve soğuk çatlak riski; yüksekse çarpılma, yanma oluğu, likasyon çatlağı ve — en kritiği — ITAB'da tane kabalaşması, düşük sıcaklık tokluğunda (CVN) kayıp, TMCP/QT çeliklerde ITAB yumuşaması, dubleks paslanmazda ferrit/östenit dengesinin bozulması. Bu yüzden WPS'te ısı girdisi hem alt hem üst sınırla verilir. WPS EN ISO 15609-1 ile tanımlanır; vasıflandırma için en yaygın yol deneyle vasıflandırmadır (EN ISO 15614-1, üretim öncesi deney için ISO 15613), ancak sözleşme izin veriyorsa ISO 15610 (onaylı sarf), 15611 (önceki kaynak tecrübesi) ve 15612 (standart prosedür) de geçerli vasıflandırma yollarıdır.
Teknik (kaynakçı becerisi): Ark boyu, çalışma/ilerleme açısı, salınım, krater doldurma, pasolar arası temizlik. Belgesi EN ISO 9606-1'dir; tam mekanize/otomatik kaynakta operatör ve ayarcı yeterliliği EN ISO 14732 ile belirlenir — robot ya da tozaltı istasyonu olan atölyede 9606 tek başına yetmez.
Hazırlık: Ağız geometrisi (EN ISO 9692-1 tavsiyeleri, onaylı WPS bağlayıcı), kök aralığı, yüzey temizliği, elektrot koşullandırma. Süreksizliklerin çok büyük bölümü daha ark tutuşmadan burada belirlenir.
Malzeme ve tüketilenler: CEV/CET ile çatlak yatkınlığı, ilave metal uyumu, gaz saflığı, nem ve hidrojen sınıfı.

Kalite yönetim sisteminin (EN ISO 3834-2/-3/-4; hangi parçanın seçileceği ISO 3834-1'e göre belirlenir) rolü tam da bu dört aileyi belgelenebilir hale getirmektir: doğru WPS, yeterliliği onaylı kaynakçı, kontrollü tüketilen, kayıtlı muayene.

Saha notu

Yıllar içinde tekrar tekrar gördüğüm bir örüntü var: gözenek raporu geldiğinde herkes gaz debisine bakar, oysa asıl suçlu çoğu zaman sabah şantiyeye açık kutuyla gelen bazik elektrottur. Bir keresinde bir boru spool atölyesinde ardı ardına kök gözeneği çıkıyordu; parametreler kâğıt üzerinde kusursuzdu. Elektrot etüvünü kontrol ettiğimizde termostatın bozuk olduğunu, elektrotların "koşullandırılmış" sanılıp aslında nem çektiğini gördük. Günlerce süren ret dalgasının kökeninde basit bir termostat arızası vardı. Daha önemlisi, o partide görünen yalnızca gözenekti; asıl sinsi risk, aynı hidrojenin birkaç gün sonra doğurabileceği gecikmeli kök çatlağıydı. Nem raporunu gözenekle kapatan inspektör, hikâyenin yarısını okumuş olur.

İkinci sabit ders: yanma oluğu ve füzyon eksikliği neredeyse her zaman "hız" ile ilgilidir. Parça başı ödeme ya da teslim baskısı olan atölyelerde kaynakçı farkında olmadan ilerleme hızını artırır; kenar duraklaması kaybolur, duvar ergimesi zayıflar. Radyografiden önce, dikiş profiline ve ayak kenarına on saniye çıplak gözle bakmak — yani EN ISO 17637 disiplinini ciddiye almak — filmde göreceğiniz kusurların yarısını önceden haber verir. NDT bir kusuru bulur; profil kontrolü ve parametre disiplini onu önler ve önlenen kusurun maliyeti her zaman bulunanınkinden düşüktür.

İlgili standartlar

Sayısal limit ve kod atfı yapan her raporda olduğu gibi, aşağıdaki listede de baskı yılı bağlayıcıdır; yıl verilmeyen kalemlerde sözleşmenizde atıf yapılan baskıyı esas alın.

EN ISO 6520-1:2007 — Metalik malzemelerdeki geometrik süreksizliklerin sınıflandırılması — Bölüm 1: Ergitme kaynağı.
EN ISO 5817:2023 (4. baskı) — Çelik, nikel, titanyum ve alaşımlarında ergitme kaynağı bağlantıları (ışın kaynağı hariç) — kalite seviyeleri (B/C/D) ve yorulma için bilgilendirici Ek B (C63/B90/B125).
EN ISO 10042 (kullandığınız baskı) — Alüminyum ve alaşımlarının ark kaynağı — kalite seviyeleri.
EN ISO 13919-1 / -2 — Işın kaynağı bağlantıları için kalite seviyeleri; ayrım ışın tipine değil malzemeye göredir: -1 çelik, nikel, titanyum ve alaşımları, -2 alüminyum, magnezyum ve alaşımları. Her iki bölüm de hem elektron hem lazer ışınını kapsar.
EN 1090-2 (kullandığınız baskı, Tablo 17) — Çelik yapıların imalatı; icra sınıfı ↔ ISO 5817 seviyesi eşlemesi (kusur satırı bazında).
EN 1993-1-9 — Çelik yapılarda yorulma; ISO 5817 Ek B ile birlikte okunur.
EN ISO 15609-1 / EN ISO 15614-1 (+ ISO 15610/15611/15612/15613) — WPS tanımı ve prosedür vasıflandırma yolları.
EN ISO 9606-1 / EN ISO 14732 — Kaynakçı yeterliliği; operatör ve ayarcı yeterliliği.
EN ISO 3834-1/-2/-3/-4 — Ergitme kaynağı için kalite gerekleri ve uygun parçanın seçimi.
EN ISO 9692-1 — Çelikte ark kaynağı için tavsiye edilen ağız hazırlık geometrileri.
EN 1011-2:2001 — Ferritik çeliklerin ark kaynağı; ön ısıtma (Ek C, Metot A: CEV / Metot B: CET), soğuk çatlak kontrolü, A-E hidrojen ölçeği.
EN ISO 3690 — Kaynak metalinde difüze hidrojen tayini (yalnızca ölçüm yöntemi; H5/H10/H15 sınıfları EN ISO 2560, ISO 14341, ISO 17632, ISO 18275 gibi sarf standartlarındadır).
EN 10164 — Kalınlık yönü özellikleri (Z15/Z25/Z35) — tabakalanma yırtılmasına karşı.
EN ISO 17635 / 17637 / 17640 / 17636-1/-2 — NDT yöntem ve seviye seçimi, gözle muayene, UT, RT.
EN ISO 13588 / EN ISO 19285 — Otomatik ve faz dizinli ultrasonik muayene (PAUT) uygulaması ve kabul seviyeleri.
EN ISO 10675-1 / 11666 / 23277 / 23278 — RT, UT, PT ve MT kabul seviyeleri.
EN ISO 2553 — Kaynak sembolleri; ağız hazırlığının ve muayene isteklerinin resim üzerinde gösterimi.
ASME BPVC Section IX (kullandığınız baskı) — Prosedür vasıflandırması ve personel yeterliliği. Dikkat: Section IX kabul kriteri içermez; süreksizlik limitleri yapım kodundadır (ör. Section VIII Div.1 UW-51/UW-52, ASME B31.3 Tablo 341.3.2).
AWS D1.1 (kullandığınız baskı) — Çelik yapı kaynak kodu; kabul kriterleri, rüzgâr sınırı, elektrot maruziyet tabloları, gecikmeli çatlak için NDT bekleme süresi.

Sahada yanınızda olsun: Bu yazıdaki kaynak standartlarını, prosedür mantığını ve saha kontrol adımlarını internet olmadan cebinizde tutmak için, ücretsiz ve tamamen çevrimdışı Doawise Welding Eng Guide uygulamasına göz atabilirsiniz.

DoaWise olarak kaynak mühendisliği ve muayene hizmetlerini WPS/WPQR hazırlığından NDT gözetimine kadar uluslararası standartlara (EN ISO ve ASME/AWS) göre yürütüyoruz; süreksizlikleri sahada oluşmadan önleyen, oluştuğunda ise EN ISO 6520-1 diliyle sınıflandırıp EN ISO 5817 seviyesine ve ilgili NDT kabul standardına göre değerlendiren, kaydedilebilir ve denetlenebilir sonuçlar üretiyoruz.