Kaynaklı İmalatta Tolerans Nedir?
Kaynaklı imalatta tolerans, kaynak işlemi tamamlandıktan sonra parçanın ölçü, açı, şekil ve konum bakımından kabul edilebilir sınırlar içerisinde kalmasını ifade eder. Kaynak sırasında ortaya çıkan ısıl deformasyonlar nedeniyle parçalar çizimde verilen nominal ölçülerden belirli miktarlarda sapabilir.
Kaynaklı imalatta genel toleransların belirlenmesinde ISO 13920 önemli bir referanstır. Standart; kaynaklı konstrüksiyonlarda doğrusal ölçüler, açılar, şekil ve konumla ilgili genel toleransların belirlenmesine yönelik kurallar sağlar.
Özellikle çelik konstrüksiyon, makine imalatı, basınçlı ekipmanlar, endüstriyel tesisler, gemi inşa ve ağır sanayi uygulamalarında toleransların doğru belirlenmesi; montaj problemlerinin, yeniden işleme ihtiyacının ve kaynak sonrası düzeltme maliyetlerinin azaltılması açısından önemlidir.
ISO 13920 Kaynaklı İmalat Toleransları Nedir?
ISO 13920, kaynaklı konstrüksiyonların genel toleranslarını belirlemek için kullanılan uluslararası standartlardan biridir.
Standartta toleranslar iki temel grupta değerlendirilir:
- A, B, C ve D: Doğrusal ölçüler ve açısal ölçüler için tolerans sınıfları
- E, F, G ve H: Doğrusallık, düzlemsellik ve paralellik gibi şekil özellikleri için tolerans sınıfları
Bu nedenle teknik resimde yalnızca “ISO 13920” ifadesinin bulunması yerine, ilgili tolerans sınıfının da belirtilmesi gerekir.
Örneğin:
ISO 13920-BE
ifadesinde B, doğrusal ve açısal ölçüler için; E ise ilgili şekil toleransları için sınıfı gösterir.
ISO 13920 A-B-C-D Tolerans Tablosu
Kaynaklı imalatlarda doğrusal ölçüler için kullanılan tolerans sınıfı, parçanın nominal ölçüsüne göre değişir.
| Nominal ölçü | A | B | C | D |
|---|---|---|---|---|
| 2–30 mm | ±1 mm | ±1 mm | ±1 mm | ±1 mm |
| >30–120 mm | ±1 mm | ±2 mm | ±3 mm | ±4 mm |
| >120–400 mm | ±1 mm | ±2 mm | ±4 mm | ±7 mm |
| >400–1000 mm | ±2 mm | ±3 mm | ±6 mm | ±9 mm |
| >1000–2000 mm | ±3 mm | ±4 mm | ±8 mm | ±12 mm |
| >2000–4000 mm | ±4 mm | ±6 mm | ±11 mm | ±16 mm |
| >4000–8000 mm | ±5 mm | ±8 mm | ±14 mm | ±21 mm |
| >8000–12000 mm | ±6 mm | ±10 mm | ±18 mm | ±27 mm |
| >12000–16000 mm | ±7 mm | ±12 mm | ±21 mm | ±32 mm |
| >16000–20000 mm | ±8 mm | ±14 mm | ±24 mm | ±36 mm |
| >20000 mm | ±9 mm | ±16 mm | ±27 mm | ±40 mm |
Bu tabloda tolerans değeri büyüdükçe kabul edilebilir ölçü sapması da artar. A sınıfı daha sıkı, D sınıfı ise daha geniş tolerans aralığı sağlar.
A, B, C ve D Tolerans Sınıfları Ne Anlama Gelir?
A Sınıfı Tolerans
A sınıfı, doğrusal ve açısal ölçüler açısından daha sıkı tolerans gerektiren kaynaklı imalatlarda kullanılır.
Hassas makine parçaları veya montaj sırasında küçük ölçü sapmalarının dahi sorun oluşturabileceği konstrüksiyonlarda tercih edilebilir. Ancak A sınıfının kullanılması, kaynak prosesinin otomatik olarak daha kaliteli olduğu anlamına gelmez.
B Sınıfı Tolerans
B sınıfı, hassasiyet ile üretilebilirlik arasında dengeli bir seçenek olarak değerlendirilebilir.
Birçok kontrollü kaynaklı konstrüksiyonda B sınıfı toleranslar teknik resim veya proje şartnamesinde tercih edilebilir. Özellikle montaj ölçülerinin önemli olduğu imalatlarda uygun bir seçim olabilir.
C Sınıfı Tolerans
C sınıfı daha geniş tolerans aralığı sağlar.
Genel kaynaklı imalatlarda, ölçü sapmasının parçanın fonksiyonunu olumsuz etkilemediği uygulamalarda kullanılabilir. Ağır konstrüksiyonlarda üretim kolaylığı açısından avantaj sağlayabilir.
D Sınıfı Tolerans
D sınıfı, A-B-C sınıfları içerisinde daha geniş toleranslara izin verir.
Büyük kaynaklı konstrüksiyonlarda, uzun profillerde ve kaynak nedeniyle yüksek deformasyon oluşabilen parçalarda proje gereksinimleri uygun olduğu sürece değerlendirilebilir.
Kaynaklı İmalatta Açı Toleransları
Kaynaklı parçaların yalnızca uzunluklarının değil, açıların da kontrol edilmesi gerekir.
ISO 13920 kapsamında açı toleransları için de A, B, C ve D sınıfları kullanılır. Açı toleransının belirlenmesinde açının kısa kenar uzunluğu dikkate alınır.
| Kısa kenar uzunluğu | A | B | C | D |
|---|---|---|---|---|
| ≤400 mm | ±20′ | ±45′ | ±1° | ±1°30′ |
| >400–1000 mm | ±15′ | ±30′ | ±45′ | ±1°15′ |
| >1000 mm | ±10′ | ±20′ | ±30′ | ±1° |
Buradaki dakika işareti ′, açı dakikasını ifade eder.
Örneğin 400 mm veya daha kısa kısa kenara sahip bir kaynaklı parçada B sınıfı için açı toleransı ±45′ seviyesindedir.
Açı Toleransı Neden Önemlidir?
Kaynak sırasında parçaya aktarılan ısı, malzemenin genleşmesine ve ardından büzülmesine neden olur. Bu durum parçanın başlangıçta verilen açısının değişmesine yol açabilir.
Özellikle şu uygulamalarda açı kontrolü önemlidir:
- Şase imalatı
- Makine gövdeleri
- Çelik konstrüksiyon
- Merdiven ve platform imalatı
- Boru konstrüksiyonları
- Gemi ve tersane imalatı
- Kaynaklı makine parçaları
Açı toleransının aşılması, sonraki montaj işlemlerinde ciddi hizalama sorunlarına neden olabilir.
Doğrusallık, Düzlemsellik ve Paralellik Toleransları
Kaynaklı imalatta ölçünün doğru olması tek başına yeterli değildir. Parçanın düz, paralel veya düzgün olması da gerekir.
ISO 13920 kapsamında bu özellikler için E, F, G ve H tolerans sınıfları kullanılır.
| Referans uzunluğu | E | F | G | H |
|---|---|---|---|---|
| >30–120 mm | 0,5 mm | 1 mm | 1,5 mm | 2,5 mm |
| >120–400 mm | 1 mm | 1,5 mm | 3 mm | 5 mm |
| >400–1000 mm | 1,5 mm | 3 mm | 5,5 mm | 9 mm |
| >1000–2000 mm | 2 mm | 4,5 mm | 9 mm | 14 mm |
| >2000–4000 mm | 3 mm | 6 mm | 11 mm | 18 mm |
| >4000–8000 mm | 4 mm | 8 mm | 16 mm | 26 mm |
| >8000–12000 mm | 5 mm | 10 mm | 20 mm | 32 mm |
| >12000–16000 mm | 6 mm | 12 mm | 22 mm | 36 mm |
| >16000–20000 mm | 7 mm | 14 mm | 25 mm | 40 mm |
| >20000 mm | 8 mm | 16 mm | 25 mm | 40 mm |
E sınıfı daha sıkı, H sınıfı ise daha geniş şekil toleransı sağlar.
Kaynak Sonrası Deformasyon Toleransı Nasıl Kontrol Edilir?
Kaynak deformasyonu, kaynaklı imalatta en önemli ölçü problemlerinden biridir.
Kaynak bölgesindeki metal kaynak sırasında ısınır. Soğuma sırasında metal büzülür ve bu büzülme parçanın ölçülerinde veya geometrisinde değişikliğe neden olabilir.
Deformasyonun azaltılması için şu yöntemler uygulanabilir:
- Doğru kaynak sırası belirlenmelidir.
- Gereğinden fazla kaynak metali kullanılmamalıdır.
- Puntalama düzenli yapılmalıdır.
- Simetrik kaynak teknikleri kullanılmalıdır.
- Parçalar uygun fikstürlerle sabitlenmelidir.
- Isı girdisi kontrol altında tutulmalıdır.
- WPS’de belirtilen kaynak parametrelerine uyulmalıdır.
- Kaynak öncesi ölçü kontrolü yapılmalıdır.
- Kaynak sonrası ölçü kontrolü gerçekleştirilmelidir.
- Gerekirse uygun düzeltme işlemleri uygulanmalıdır.
Kaynaklı İmalatta Tolerans Neden Önemlidir?
Toleransların doğru belirlenmesi, parçaların birbirine sorunsuz şekilde monte edilmesini sağlar.
Örneğin 2 metre uzunluğunda bir konstrüksiyon parçasında nominal ölçünün doğru olması kadar parçanın paralelliği ve düzlemselliği de önemlidir.
Toleransın gereğinden fazla sıkı seçilmesi ise üretim maliyetini artırabilir. Çünkü daha sıkı tolerans; daha fazla ölçüm, fikstürleme, kaynak sırası kontrolü ve gerektiğinde düzeltme işlemi gerektirebilir.
Bu nedenle tolerans belirlenirken parçanın fonksiyonu ve montaj ihtiyacı dikkate alınmalıdır.
Kaynaklı İmalatta Tolerans Nasıl Belirlenir?
Bir kaynaklı imalat için tolerans belirlenirken aşağıdaki sıra izlenebilir:
1. Teknik Resim İncelenir
Öncelikle teknik resimde özel olarak belirtilmiş ölçü ve geometrik toleranslar kontrol edilir.
2. Proje Standardı Belirlenir
İmalatta hangi standardın kullanılacağı tespit edilir.
ISO 13920 genel toleranslar açısından önemli bir referanstır; ancak proje veya ürün standardı farklı gereklilikler getirebilir.
3. Tolerans Sınıfı Seçilir
Doğrusal ve açısal ölçüler için A, B, C veya D sınıfından uygun olanı seçilir.
4. Şekil Toleransları Belirlenir
Doğrusallık, düzlemsellik ve paralellik gibi özellikler için E, F, G veya H sınıfları değerlendirilir.
5. Kaynak Prosedürü Kontrol Edilir
WPS, malzeme kalınlığı, kaynak yöntemi, kaynak sırası ve ısı girdisi değerlendirilir.
6. Ölçüm Planı Oluşturulur
Kaynak öncesi ve kaynak sonrası hangi ölçümlerin yapılacağı belirlenir.
ISO 13920-BE Ne Demektir?
ISO 13920-BE, kaynaklı konstrüksiyonlarda sık karşılaşılabilecek bir genel tolerans gösterimidir.
Buradaki:
- B: Doğrusal ve açısal ölçüler için tolerans sınıfı
- E: Doğrusallık, düzlemsellik ve paralellik gibi şekil özellikleri için tolerans sınıfı
anlamına gelir.
Ancak teknik resimde özel olarak belirtilmiş bir tolerans bulunuyorsa, ilgili özel tolerans genel toleranstan önceliklidir.
Kaynaklı İmalatta Tolerans Ölçümü Nasıl Yapılır?
Tolerans kontrolü için kullanılacak ölçüm yöntemi parçanın büyüklüğüne ve geometrisine göre değişir.
Kullanılabilecek temel ölçüm ekipmanları arasında:
- Kumpas
- Mikrometre
- Çelik cetvel
- Şerit metre
- Mastar
- Gönye
- Su terazisi
- Komparatör
- Lazer ölçüm cihazı
- CMM koordinat ölçüm cihazı
- Optik ölçüm sistemleri
bulunur.
Büyük çelik konstrüksiyonlarda lazer ölçüm sistemleri veya total station gibi daha gelişmiş ekipmanlar kullanılabilir.
Kaynaklı İmalatta Tolerans Kontrol Listesi
Üretim ve kalite kontrol sırasında aşağıdaki maddeler kontrol edilebilir:
- Teknik resim incelendi mi?
- Genel tolerans standardı belirlendi mi?
- Tolerans sınıfı tanımlandı mı?
- Kaynak öncesi ölçüler kontrol edildi mi?
- Puntalama sonrası ölçü kontrol edildi mi?
- Kaynak sırası uygulandı mı?
- Kaynak sonrası deformasyon kontrol edildi mi?
- Uzunluk ve genişlik ölçüldü mü?
- Açı kontrolü yapıldı mı?
- Paralellik kontrol edildi mi?
- Düzlemsellik kontrol edildi mi?
- Özel toleranslar kontrol edildi mi?
- Ölçüm sonuçları kayıt altına alındı mı?
Kaynaklı İmalatta En Çok Yapılan Tolerans Hataları
Tolerans verilmeden üretim yapmak
Teknik resimde genel tolerans bulunmaması veya toleransların açıkça tanımlanmaması üretim ve kalite kontrol arasında farklı yorumlara neden olabilir.
Kaynak dikişini toleransla karıştırmak
ISO 13920 genel kaynaklı konstrüksiyon toleranslarıyla doğrudan kaynak dikişi kalite kabul kriterleri aynı şey değildir.
Kaynak dikişinin kalitesi için ilgili kaynak kalite standardı ve proje şartları ayrıca değerlendirilmelidir.
Gereğinden sıkı tolerans istemek
Her parçaya çok sıkı tolerans vermek üretim maliyetini artırabilir.
Kaynak sonrası ölçüm yapmamak
Parçanın kaynak öncesinde doğru olması, kaynak sonrasında da aynı ölçülerde kalacağı anlamına gelmez.
Deformasyonu hesaba katmamak
Özellikle uzun ve ince parçalar kaynak sırasında önemli miktarda şekil değiştirebilir.
Kaynaklı İmalatta Tolerans ve Kaynak Deformasyonu İlişkisi
Tolerans belirlenirken kaynak deformasyonunun dikkate alınması gerekir.
Deformasyonu etkileyen başlıca faktörler şunlardır:
- Malzeme türü
- Malzeme kalınlığı
- Kaynak yöntemi
- Kaynak akımı
- Kaynak gerilimi
- Kaynak hızı
- Isı girdisi
- Kaynak dikişi geometrisi
- Kaynak sırası
- Parçanın geometrisi
- Puntalama şekli
- Fikstürleme yöntemi
Örneğin ince sacların uzun kaynaklarla birleştirilmesinde deformasyon riski, uygun kaynak sırası ve kontrollü ısı girdisiyle azaltılabilir.
Kaynaklı İmalatta Hangi Tolerans Sınıfı Kullanılmalı?
Tek bir sınıf bütün kaynaklı imalatlar için doğru değildir.
Hassas ölçü gerektiren parçalar: A veya B sınıfı değerlendirilebilir.
Genel makine ve kaynaklı konstrüksiyonlar: B veya C sınıfı değerlendirilebilir.
Büyük ve ağır kaynaklı konstrüksiyonlar: C veya D sınıfı, proje gereksinimleri uygunsa değerlendirilebilir.
Ancak nihai seçim yalnızca parçanın büyüklüğüne göre yapılmamalıdır. Parçanın çalışma fonksiyonu, montaj yöntemi, müşteri şartnamesi, teknik resim ve ilgili ürün standardı birlikte değerlendirilmelidir.
Kaynaklı İmalat Toleransları İçin 10 Önemli Tavsiye
- Teknik resimdeki özel toleransları her zaman öncelikli kabul edin.
- Genel tolerans standardını üretim başlamadan belirleyin.
- ISO 13920 sınıfını teknik dokümanda açıkça belirtin.
- Kaynak öncesi ölçüm yapın.
- Puntalama sonrasında tekrar kontrol gerçekleştirin.
- Kaynak sırasını deformasyonu azaltacak şekilde planlayın.
- Gereğinden fazla kaynak metali kullanmayın.
- Kaynak sonrası geometrik kontrol yapın.
- Ölçüm sonuçlarını kayıt altına alın.
- Kritik montaj yüzeyleri için özel tolerans tanımlayın.
Kaynaklı İmalatta Tolerans Tablosu Hakkında Sık Sorulan Sorular
ISO 13920, kaynaklı konstrüksiyonlarda genel toleransların belirlenmesine yönelik uluslararası standartlardan biridir. Doğrusal ölçüler, açılar ve belirli geometrik özellikler için tolerans sınıfları tanımlar. Teknik resimde özel tolerans belirtilmeyen durumlarda genel toleransların belirlenmesine yardımcı olur.
A, B, C ve D sınıfları kaynaklı konstrüksiyonlarda doğrusal ve açısal ölçüler için kullanılan tolerans sınıflarıdır. A sınıfı daha sıkı, D sınıfı daha geniş toleranslar sağlar. Hangi sınıfın kullanılacağı parçanın fonksiyonuna, proje şartlarına ve gerekli imalat hassasiyetine göre belirlenmelidir.
ISO 13920-BE gösteriminde B doğrusal ve açısal ölçü tolerans sınıfını, E ise ilgili şekil özellikleri için tolerans sınıfını ifade eder. Böylece kaynaklı konstrüksiyonun hem ölçüleri hem de belirli geometrik özellikleri için genel tolerans sınıfları tanımlanmış olur.
Toleranslar parçanın teknik resimde belirtilen nominal ölçülerden ne kadar sapabileceğini belirler. Doğru tolerans belirlenmediğinde montaj problemleri, parça uyumsuzluğu, yeniden işleme, kaynak sonrası düzeltme ve gereksiz üretim maliyetleri ortaya çıkabilir.
Evet. Kaynak sırasında oluşan ısı ve soğuma nedeniyle malzemede büzülme ve şekil değişikliği meydana gelebilir. Bu nedenle kaynaklı parçaların toleransları belirlenirken kaynak yöntemi, malzeme kalınlığı, kaynak sırası ve ısı girdisi gibi faktörlerin dikkate alınması gerekir.
A sınıfı daha sıkı toleranslar sağlayabilir ancak her üretim için en doğru seçim olduğu söylenemez. Gereksiz derecede sıkı toleranslar üretim süresini, ölçüm ihtiyacını ve düzeltme maliyetlerini artırabilir. Tolerans, parçanın fonksiyonel ihtiyacına göre seçilmelidir.
Kaynaklı İmalatta Tolerans Nasıl Yönetilmelidir?
Kaynaklı imalatta tolerans tablosu, üretimin ölçüsel ve geometrik açıdan kontrol edilmesinde önemli bir araçtır. ISO 13920 kapsamında A, B, C ve D sınıfları doğrusal ve açısal ölçüler için; E, F, G ve H sınıfları ise belirli şekil özellikleri için kullanılır.
Başarılı bir kaynaklı imalat yalnızca kaliteli kaynak dikişinden oluşmaz. Parçanın ölçüsü, açısı, düzlemselliği, paralelliği ve montaj geometrisi de teknik gereklilikleri karşılamalıdır.
Bu nedenle üretime başlamadan önce teknik resim, tolerans sınıfı, WPS, kaynak sırası ve ölçüm planı birlikte değerlendirilmelidir. Özellikle kritik kaynaklı konstrüksiyonlarda genel toleransların yanı sıra projeye özel toleransların da açıkça tanımlanması gerekir.
Not: Bu içerikteki tablolar teknik referans amacıyla hazırlanmıştır. Üretim ve kalite kontrolünde, projenin belirlediği güncel standart metni, teknik resim, müşteri şartnamesi ve ilgili ürün standardı esas alınmalıdır.
Yorumlar (1)