Haddeleme Nedir? Nasıl Yapılır?

Metallere şekil vermek için geçmişten günümüze birçok metot kullanılmıştır. Makine ekipmanlarının ve üretim tekniklerinin gelişmesinden önce kas gücüne dayanan yöntemler ve döküm kullanılmaktaydı. Makineleşme ve teknolojinin gelişmesiyle birlikte ise kısa sürelerde tonlarca üretim kapasitelerine ulaşılabilen makineler ve sistemler oluşturuldu. Bu yöntemlerden biride metal üretiminde önemli bir yere sahip olan haddeleme yöntemidir. Bu yazımızda haddeleme yöntemi ve nasıl yapıldığı ile ilgili bilgi vermeye çalışacağız. Ayrıca haddelemede kullanılan silindir(merdane) çeşitlerini ele alacağız.

Haddeleme, kaba geometrik şekillerde üretilmiş metal bloklarının aynı hızda ve birbirine zıt yönde dönen silindirler arasından geçirilerek şekil verme işlemine denir. Haddelemede özellikle boyda uzama istenirken, silindirler ile sıkıştırılan metalin eninde büyüme istenmez. Bu yüzden sıkıştırma işlemi için dikeyde de silindir kullanılan sistemler vardır. Haddeleme sıcak haddeleme ve soğuk haddeleme olarak iki ana grupta incelenmektedir.

Sıcak Haddeleme

Sıcak haddeleme, silidirler arasından geçirilecek olan metal bloğunun işlem öncesinde ısıtılması prensibine dayanır. Isıtma işlemi çoğunlukla yeniden kristalleşme sıcaklığına kadar yapılır. Böylece metale daha kolay şekil verilmesi sağlanır. Metalin kesit alanında, tek kademede dahi büyük miktarlarda küçülme sağlanabilir. Silindirler için gerekli olan tork daha küçüktür. Fakat yüksek sıcaklıklarda çalışıldığı için silindirlerin de bu sıcaklıklara dayanıklı olması gerekir. Ayrıca sıcak haddelemede üretilen ürünün yüzey kalitesi daha düşük olabilmektedir.

Soğuk Haddeleme

Soğuk haddeleme, silindirler arasından geçirilecek olan metal bloğunun işlem öncesinde ısıtılmadan şekil değiştirmesini sağlayan haddeleme çeşididir. Soğuk haddelemede herhangi bir ısıtma işlemi olmadığından ısıtma maliyeti olmaz. Proses sonrası işlem kalitesi iyidir ve metal soğutulma işlemine uğramadığından daha sünek bir yapıda olur. Fakat soğuk bir metale şekil verme işlemi sıcak bir metale göre daha zor olacağından silindirler için daha yüksek torklara ihtiyaç duyulabilmektedir. Ayrıca kesit alanındaki incelmeyi sağlayabilmek için birden fazla haddeleme kademesi gerekebilmektedir.

Haddeleme Nasıl Yapılır?

Haddeleme işlemi, kullanılan tekniklere ve özelliklerine göre değişiklik göstermektedir. Fakat temel olarak sıralamak gerekirse aşağıdaki aşamalardan oluşur.

1. Eğer sıcak haddeleme yapılacak ise metal bloğu yüksek kapasiteli fırınlarda yeniden kristalleşme sıcaklığına çıkarılır. 

2. Yeterli ısıya gelen iş parçası sıkıştırma işleminin yapılacağı silindirlere doğru aktarılır. Soğuk iş parçası için de bu aşamada besleme yapılır.

3. Aynı hızda ve zıt yönlü çalışan silindirler sıkıştırma işlemiyle iş parçasının kalınlığını azaltır. Bu işlem kalınlığın ne kadar azaltılması gerektiği ve haddeleme tipine göre tek seferde veya birden fazla kademe şeklinde yapılabilir. Soğuk iş parçasında genellikle daha fazla kademe kullanılır.

4. Sıcak haddelemede metalin oksijen ile temasından dolayı yüzeyde istenmeyen oksit tabakası oluşabilir. Bu yüzden haddeleme kademeleri arasında metal yüzeyine traşlama işlemi yapılabilir.

5. Sıcak haddelemeye uğratılan metal, finiş (son) prosesi olarak soğuk haddeleme yapılabilir.

6. İstenen kalınlığa veya şekle getirilen metaller istiflenerek veya rulo haline getirilerek kullanıma hazır hale getirilir.

Haddelemede Kullanılan Merdane Sistemleri ?

Haddelemede işlemi için gereken güç ve oluşturulacak geometri her zaman aynı olmaz. Bu yüzden farklı tasarımlar ve sistemler geliştirilmiştir. Bu sistemler iki merdaneli, üç merdaneli, dört merdaneli, tandem ve küme merdaneli olarak çeşitlendirilebilir.

İki Merdaneli Haddeleme Sistemi

İki merdaneli haddeleme, haddeleme deyince herkesin aklına gelen altta ve üstte olmak üzere iki merdaneden meydana gelen sistemdir. Bu merdaneler daha öncede değindiğimiz gibi farklı yönlerde ve eşit hızlarda dönmektedir. Silindir şeklindeki bu merdanelerden geçen metal kütlesinin kalınlığı küçültülerek işlenmesi sağlanır.

Üç Merdaneli Haddeleme Sistemi

Bu tip merdane sisteminde ilk iki merdane farklı yönlerde dönmektedir. Bu merdaneler ile paralel olan üçüncü bir merdane ise ortadaki merdane ile farklı yönde dönmektedir. Böylece bir yönden ilk iki silindire beslenen metal diğer yönden 2. ve 3. silindire beslenebilir. Bu sistem birden fazla kademe gerektiren haddeleme işlerinde kolaylık sağlamaktadır. 

Dört Merdaneli Haddeleme Sistemi

Aslında klasik iki merdaneli sisteme benzer. Fakat bu tip merdane sisteminde, asıl işi yapan iki merdaneyi destekleyen birer merdane daha vardır. Böylece haddeleme işlemi esnasında meydana gelen tepki kuvvetleri dengelenmiş ve silindirler desteklenmiş olur. Sistemin daha stabil ve sorunsuz şekilde çalışmasını sağlar. Ayrıca kesitte daha fazla incelme sağlanabilir.

Tandem Haddeleme Sistemi

Kademeli olarak haddelenmesi gereken metaller için uygun olan silindir sistemidir. Bir hat üzerinde oluşturulmuş birden fazla silindir grubu ile metal bloğunun kademeli olarak kalınlığının küçültülmesini sağlar. İki merdaneli veya dört merdaneli sistemler kullanılabilir. Haddeleme işleminin birkaç adımda yapılması son ürünün daha kaliteli ve istenilen özelliklerde üretilmesini sağlar.

Küme Şeklinde Haddeleme Sistemi

Dört merdaneli sistemde iki silindir sıkıştırma işlemini yaparken, iki silindir ise bu merdanelere destek olmaktaydı. Bu sistemde ise destek sağlayan toplam dört, her silindir için ise iki silindir bulunmaktadır. Görece sıkıştırılması zor ve sert metallerin haddelenmesi için geliştirilmiş haddeleme sistemidir. Destek merdaneleri ve işi yapan merdaneler farklı boyutlarda olabilmektedir.