Usability of Bigadic Colemanite as Submerged Arc Welding Powder Component

Year 2019, Volume: 12 Issue: 2, 745 - 758, 31.08.2019

Mustafa Kaptanoğlu

https://doi.org/10.18185/erzifbed.485799

Abstract

In this study, effect of colemanite (2CaO.3B2O3.5H2O) obtained from the Eti Maden Bigadic company, which was prepared for the aim of submerged arc welding powder component, to the typical properties of the weld metal obtained after welding process has been investigated. As a result of the preliminary tests, colemanite in the range of 0-4 % can be used in welding powder mixture were determined. In welding powder mixtures prepared, oxidized and fluoride compounds, trace amounts of ferroalloys and 4 different percentages of colemanite were used to obtain welding powders suitable for welding tests. After the welding tests; samples obtained from the welded metal were prepared metallographically and subjected to microstructure, hardness and abrasion tests respectively and the effect of colemanite on welding metal was investigated. At the end of the study, it was determined that the grain structure in the microstructures was partially became coarsen, the hardness values decreased partially and the wear losses increased partially by the use of increasing amounts of colemanite in welding powder. In addition, with the use of increasing amounts of colemanite in powder mixtures, there were delays in terms of self-removal of slags occurred after welding processes and had more strength bond structures of welding powders (flux) were obtained.

Keywords

submerged arc welding technique, Bigadic colemanite, welding metal, welding powder

Bigadiç Kolemanitin Tozaltı Kaynak Toz Bileşeni Olarak Kullanılabilirliği

Abstract

Bu çalışmada, tozaltı kaynak toz bileşeni olarak kullanma amaçlı, Eti Maden Bigadiç işletmesinden temin edilen kolemanitin (2CaO.3B2O3.5H2O), kaynak işlemi sonrasında elde edilen kaynak metalinin tipik özelliklerine etkisi araştırılmıştır. Yapılan ön testler neticesinde, % 0-4 oranında kolemanitin azami toz bünyesinde kullanılabilir olduğu tespit edilmiştir. Hazırlanan toz karışımlarında, oksitli ve florürlü bileşikler, eser miktarlarda ferroalaşımlar ve 4 farklı yüzdelik oranda kolemanit toz karışımı içerisinde kullanılarak, kaynak testlerinde kullanıma uygun kaynak tozları elde edilmiştir. Yapılan kaynak testleri neticesinde; elde edilen kaynak metalinden alınan numuneler, metalografik olarak hazırlanmış ve sırasıyla mikroyapı, sertlik ve aşınma testlerine tabi tutularak kolemanitin etkisi araştırılmıştır. Çalışma sonunda artan oranlarda kolemanitin kaynak tozu bünyesinde kullanımı ile mikro yapılardaki tane yapısının kısmi olarak kabalaştığı, sertliğin kısmi olarak düştüğü ve aşınma direncinin de kısmi olarak azaldığı tespit edilmiştir. Ayrıca, toz karışımı içerisinde artan miktarlarda kolemanit kullanımı ile, kaynak sonrası oluşan cürufların kendiliğinden kalkmasında gecikmeler olduğu ve kaynak tozlarının (flaks) bağ yapısının güçlendiği tespit edilmiştir.

Keywords

toz altı kaynak tekniği, Bigadiç kolemanit, kaynak metali, kaynak tozu

References

• Başar, G., Buldum B.B., Sugözü İ.,2018.‘’Kolemanit ve Boraks Takviyeli Fren Balatalarının Sürtünme Performansı’’, El-Cezerî Fen ve Mühendislik Dergisi, (El-Cezerî Journal of Science and Engineering) Cilt: 5, No: 2, (635-644).Bideci, Ö. S.,bideci, A., 2018. ‘’Öğütülmüş Kolemanit Katkısının Çimento Harçlarına Etkisi’’, Fırat Üniv. Müh. Bil. Dergisi (Science and Eng. J. of Fırat Univ.) Cilt 30(1), 133-138.Çiftçi, H., Atik, S., 2015.’’Kolemanit Artığının Mekanik Aşındırma ve Isı ile Dağıtma Yöntemleri ile Zenginleştirilmesi’’, Suleyman Demirel University of Journal of Natural and Applied Science Cilt 19(1), 57-62.Davis, J.R., 1993. “ASM Handbook: Welding, Brazing and Soldering, Vol.6, ASM International, USA.
• Eskibalci M.F., Ozkan S.G. 2012. ‘’An investigation of effect of microwave energy on electrostatic separation of colemanite and ulexite’’ Minerals Engineering, vol.31, 90–97.
• Gül A.,Kaytaz Y.,Önal G. 2006. ‘’Beneficiation of colemanite tailings by attrition and flotation’’, Minerals Engineering, vol.9, issue 4, 368–369.http://www.etimaden.gov.tr/kolemanit (19 Kasım 2018).
• Külahlı E. (1988). ‘’Kaynak Bilimi’’, Oerlikon Yayını, Sayı-2.
• Lehto, P., Remes, H. ,Saukkonen, T. ,Hänninen, H. ,Romanoff, J., 2014. ‘‘Influence of grain size distribution on the Hall–Petch relationship of welded structural steel’’, Materials Science and Engineering: A Volume 592, , Pages 28-39.
• Liu, M.Y., Shi, B., Wang, C., Ji, S.K., Cai, X., Song, H.W., 2003. ‘’Normal Hall–Petch behavior of mild steel with submicron grains’’, Materials Letters, vol.57, 2798–2802.
• Ruşen A.,Geveci A.,Topkaya Y.,2012. ‘’Minimization of copper losses to slag in matte smelting by colemanite addition’’ The 17th International Symposium on Boron, Borides and Related Materials, Vol.14, Issues 11–12, 1702–1704.
• Savaşkan T. 2009, Malzeme Bilgisi ve Muayenesi, Genişletilmiş 5.Baskı Trabzon.
• Sivrikaya O., Arol A.İ. 2012. ‘’The bonding/strengthening mechanism of colemanite added organic binders in iron ore pelletization’’, İnternational Journal of Mineral Processing, vol.110–111, 90–100.
• www.askaynak.com (19 Kasım 2018)
• www.gedikkaynak.com.tr (19 Kasım 2018)
• www.oerlikon.com.tr (19 Kasım 2018)
• Zhao, M.C., Hanamura, T. Qiu, H. Nagai, K. , Yang, K.,2006. ‘’Grain growth and Hall–Petch relation in dual-sized ferrite/cementite steel with nano-sized cementite particles in a heterogeneous and dense distribution’’, Scripta Materialia vol.54, 1193–1197.