Nokta direnç kaynağı ile birleştirilmiş dp1000 çeliğinin farklı yüklerdeki yorulma ömrüne korozif ortamın etkileri
An investigation of the effect of corrosive environment on the fatigue life of dp1000 steel junctioned with resistance spot welding
Yazar: MUSTAFA GÖKTAŞ
Danışman: PROF. DR. BİLGE DEMİR
Karabük Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: ANSYS = ANSYS ; Korozyon = Corrosion ; Nokta kaynağı = Spot welding ; Sonlu elemanlar stres analizi = Finite elements stress analysis ; Yorulma = Fatigue ; Yorulma ömrü = Fatigue life ; Çift fazlı çelik = Dual phase steel

Özet:
İleri dayanımlı çeliklerin birinci jenerasyonundan olan çift fazlı çelikler, mükemmel dayanım-süneklik ilişkisi, yüksek pekleşme üssü ve şekillendirilebilirlik gibi üstün özelliklerinden dolayı, otomotiv sanayisinde yaklaşık 40 yıldır yaygın olarak tercih edilmektedir. İlk üretilen çift fazlı çelikler orta seviye dayanım değerlerine sahip iken, son yıllarda çift fazlı çeliklerin ultra yüksek dayanımlı serileri de ticari olarak otomotiv imalatında yerini almıştır. Sahip oldukları mikro yapı çift ve diğer ileri dayanımlı sac çeliklerinin imalat süreçlerinde özelliklerini kaybetmemeleri açısından hassasiyet oluşturmaktadır. Bu çalışmada, ultra dayanımlı çift fazlı çeliklerden olan DP1000 kalite sac çeliklerinin nokta direnç kaynaklı birleştirmelerinin, farklı yüklerdeki yorulma davranışları ve eş zamanlı olarak korozif ortamın yorulma ömürlerine etkileri incelenmiştir. Öncelikle, otomobillerde kritik bölgelerde bulunan nokta direnç kaynağı ile T şeklinde birleştirilmiş sac çelik parçalardaki nokta direnç kaynakların maruz  kaldığı kuvvetler analiz edilerek bir yorulma modeli geliştirilmiş ve yorulma deneyleri, geliştirilen model ile yapılmıştır. Modelin doğrulaması ve kuvvet analizleri için ticari bir sonlu elemanlar analiz programı olan ANSYS kullanılmıştır. Nokta direnç kaynaklı birleştirmeler değişken kaynak akımları ve diğer kaynak parametreleri sabit tutularak uygulanmıştır. Nokta kaynaklı birleştirme numuneleri altı farklı genlik değerinde yorulma deneyine tabi tutulmuştur. İlave olarak nokta direnç kaynaklı birleştirmeler ticari sonlu elemanlar program SIMUFACT ile benzer sınır şartlarındada teorik olarak modellenip elde edilen sonuçlar deneysel sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Nokta direnç kaynak işlemleri EN ISO 12473 standartına uygun olarak yapılmıştır.  Yorulma deneyleri korozif ortam içerisinde tekrarlanarak korozif ortamın numunelerin yorulma ömrü üzerindeki etkileri incelenmiştir. Korozyonlu yorulma deneyleri %3,5 NaCI ve saf sulu elektrolit ortamında yapılmıştır. Ayrıca numuneler her deney aşamasında makro ve mikro görüntü analiz (SEM, Stero ve optik mikroskop) analizine tabi tutulmuştur. Sonuç olarak nokta direnç kaynaklı birleştirme numunelerinin yorulma davranışı, çekme yük taşıma kapasitesi, etken kırılma davranışları detaylandırılmıştır.

Abstract:
Dual phase steels, which are the first generation of advanced strength steels, have been widely preferred in the automotive industry for nearly 40 years due to their superior properties such as excellent strength-ductility relationship, high hardening exponential and formability. While the first produced dual phase steels have medium strength values, in recent years, ultra high strength series of double phase steels have also taken their place in automotive manufacturing commercially. The microstructure which they possess creates sensitivity in terms of not losing their properties in the manufacturing processes of dual phase and other high strength sheet steels. In this study, the spott resistance welded joints of DP 1000 quality sheet steels, which are ultra-resistant dual-phase steels, and their effects on the fatigue life of the corrosive environment were investigated simultaneously. Firstly, a fatigue model was developed for T shaped conjunctioned automotive parts and the forces was analysed which applied on  resistance spot welded junction areas and all the fatigue tests were made by the model that developed for T shaped junctions. ANSYS, a commercial finite element analysis program, was used for model verification and force analysis. Resistance spot welded joints are applied by keeping variable welding currents and other welding parameters constant. Spot welded samples were subjected to fatigue tests at six different amplitude values. In addition, the spot resistance welded joints are theoretically modeled under similar boundary conditions with the commercial finite element program SIMUFACT and the results obtained are compared with the experimental results. Spot resistance welding processes were carried out in accordance with EN ISO 12473 standard. Fatigue tests were repeated in the corrosive environment and the effects of the corrosive environment on the fatigue life of the samples were examined. Corrosion fatigue tests were carried out in 3.5% NaCl and pure aqueous electrolyte condition. In addition, samples were subjected to macro and micro image analysis (SEM, Stero and optical microscope) analysis at each experimental stage. As a result, fatigue behavior, tensile load carrying capacity and active damage behaviors of joint resistance welded joint samples are detailed.