Gemi İnşaatında Kaynak Çekmelerinin Deneysel Analizi

Abstract

Günümüz üretim anlayışında maliyetlerin azaltılması ve kalitenin artırılması temel hedefler arasındadır. Gelişmekte olan Türkiye Gemi İnşa Sanayiinin de bu anlayışın gerekliliklerini iyi kavraması ve bu yönde yatırımlar yapması önemlidir. Dünya çapında gemi inşa sanayicileri, maliyetleri kısmak ve malzeme sarfiyatını azaltmak amacıyla bir takım çalışmalar yapmaktadırlar. Bunlardan biri de tersaneler için kaynak çekme faktörü (weld shrinkage factor) bulunmasıdır. Bu işlemde hatasız bloklar yaparak tekrar iş yapılmasını engellemek hedeflenmekte ve kaynak çekmelerinden oluşan uzunluk kayıplarının tam olarak belirlenmesi hedeflenmektedir. Bu sayede sacın levha panellerin ve blok ek yerlerinin sınırlarına +50 fazlalık verme yükü ortadan kalkmış olacaktır. Bu fazlalıklar geminin tümünde düşünüldüğünde önemli bir kayıptır. Bunun dışında kuvvetli bir çekme tahmini prosedürü oluşturulduğunda saca henüz sahaya çıkmadan CNC yardımıyla çok düzgün kaynak ağızları açılabilir ve ek yerlerindeki kaynak ağzı açma, taşlama işlemleri ortadan kalkmış olur. Bu işlemler zaman olarak ekleme işinin 2/5 ini kapsamaktadır. Dolayısıyla düzgün tahminlerle malzeme sarfiyatını engellemenin yanı sıra temrin süresi kısaltmak da mümkün olabilecektir. Türkiye Gemi inşa Sanayiinin gelişmesine yardımcı olmayı hedefleyen bu çalışmada, tekne inşa sürecinde meydana gelen kaynak çekmeleri, 350 civarında deneyle incelenmiş ve kaynak çekmelerini etkileyen faktörler irdelenmeye çalışılmıştır. İncelemeler sonucunda kaynak çekmelerinin farklı faktörler altında tahmin edilmesi için yöntem geliştirilmiştir. Kaynak çekmelerini etkileyen faktörlerin çok olması sebebiyle, yapılan tahminleri anlamlı kılmak için kaynak çekmesinde hangi faktörün ne kadar etkili olduğunun saptanılması gerekmiştir. Çekmeyi etkileyecek faktörler, oluşturulan veri toplama şablonu yardımıyla, her deney için ayrı ayrı kayıt altına alınmıştır. Bu sayede, tersane gibi şartları kontrol etmenin çok zor olduğu bir ortamda oldukça titiz yöntemlerle deneysel veriler toplanmıştır. Toplanan veriler Çoklu Regresyon Yöntemiyle analiz edilmiş ve bu sayede kaynak çekmesine hangi faktörün ne kadar etki ettiğini incelenmiştir. Yapılan regresyon analizleri sonucunda bulunan katsayıların anlamlılığı P, T ve F testi ile irdelenmiş ve bu testleri geçemeyen kimi sonuçlar göz ardı edilerek, önemli anlam ifade eden sonuçlara göre yorumlar yapılmıştır. Deneyler farklı kaynak parametreleri altında, düz levha birleştirme, panel üzerine montaj ve blok ekleme safhaları için yapılmıştır. Sonuçlar analiz edildiğinde çift taraflı kaynaklarda çekme ve distorsiyonların tek taraflı kaynaklara göre daha az olduğu, kaynak hattının ortasında çekmelerin arttığı, farklı kaynak uygulamalarının (FCAW, SAW) farklı çekme sonuçları verdiği görülmektedir. Öyle ki, FCAW kaynakta sac kalınlığı arttıkça çekme azalırken, SAW kaynakta çekmeler ağırlıkla orantılı olarak artmaktadır. Regresyon sonuçlarına göre birleştirilen parçalar arasında bırakılan boşlukların çekme sonuçları anlamlı oranda değiştirdiği görülmüştür.

In today s sense of manufacturing, main objective is to reduce costs and improve quality. It is important for Turkey to realize the requirements of this sense of manufacturing and make investment in this direction. The worldwide ship industrialist carries on works for reducing cost and preventing material waste. One of these works is finding weld shrinkage factor for shipyards. In this work, the objective is to eliminate commitment to rework by building neat blocks and make a perfect prediction of loss of length that is caused by weld shrinkage. By this means, the commitment of adding extra material (+50mm) to the edges of flat panels and erection joints will be eliminated. These extra material addition is a significant loss when it is taken into account for whole ship. Moreover, it is possible to prepare neat weld grooves by CNC and eliminate the work of cutting the plates to prepare weld grooves and grinding the groove surface. These works are 2/5 of total joining period. Thus, we can reduce total term in addition to prevent material waste. In this study, which intends to be beneficial for the improvement of Turkish Ship Industry, 350 experiments are done to analyze weld shrinkage factors during hull assembly. Remembering that a variety of variables can affect the weld shrinkage factor, emphasis is placed on How to of the process. The factors, which effect weld shrinkage, are recorded in check sheets for every experiment. Thus, experimental results are collected hypercritically in a shipyard environment, which is very difficult to control conditions in. Test results are analyzed by regression and coefficients of effective factors are determined. The significance of coefficients is tested with T, P and F test procedures. It is seen that some result are insignificant and they are ignored. Significant results are analyzed and interpreted. Experiments are performed for flat panel joints, assembly on flat panel and ejection joints, under different welding attributes. It is seen that more weld shrinkage and distortions occurs in one-sided flat panel welding in comparison with two sided welding. In addition, it is seen that weld shrinkage rises in mid-length of weld line. Moreover, different welding processes produce different shrinkage values. Even in FCAW welding process shrinkage reduces with respect to the increasing material weight, on the other hand they are directly proportional in SAW welding process. Furthermore, it is observed that joint gap is a significant factor that affects the weld shrinkage.