Otomotiv sektöründe kullanılan SCGA590® malzemesinin direnç nokta kaynağında mekanik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of the mechanical properties of SCGA590® material used in the automotive industry in resistance spot welding
Yazar: BİLAL BİTİRİM
Danışman: DOÇ. DR. NURİ AKKAŞ
Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Çift fazlı çelikler, gelişmiş yüksek dayanımlı çelikler ailesinin (AHSS) en yaygın kullanılan üyesidir. Otomotiv sektöründe önemli bir yer tutan bu çelikler genel olarak otomobil dış tavan, dış kapı, yan gövde ve taban paneli yapımında kullanılmaktadır. Genellikle düşük karbonlu çeliğin termomekanik olarak işlenmesiyle elde edilirler ve mikro yapıları yumuşak sürekli ferrit matris ve bunun üzerindeki sert martenzit adacıklarından oluşur. Bu heterojen kompozit benzeri mikro yapı, malzemenin aynı anda hem iyi şekillendirilebilirlik hem de yüksek mukavemet değerlerine ulaşmasını sağlar. Genellikle yüksek akma mukavemeti, yüksek çekme mukavemeti, yüksek gerinim sertleşmesi ve uzama özellikleriyle karakterize edilirler. Çift fazlı çeliklerin mühendislik özellikleri, işleme proseslerine ve dolayısıyla mikro yapılarına bağlı olarak büyük ölçüde değişiklik gösterir. Genel olarak 2 farklı üretim yolu takip edilmektedir. Birincisi sıcak haddeleme sonrası sürekli tavlama, ikincisi ise sıcak haddeleme, kesikli tavlama ve son olarak soğuk haddelemedir. Bazı proseslerde çeliğin sünekliğini arttırmak için kısa süreli temperleme de uygulanabilmektedir. Üretim sürecinde kritikler arası bölgede tavlama büyük önem taşımakta olup, A1-A3 sıcaklıkları 1. bölgeden tavlama sonrası su verilmesiyle ferritik-martensitik mikro yapı elde edilmektedir. Modern otomotiv endüstrisinde metal bileşenlerin montajı için çeşitli yöntemler kullanılmaktadır. Özellikle, direnç nokta kaynağı, diğer yöntemlere kıyasla distorsiyonu azaltırken, farklı bileşim ve kalınlıktaki metal parçaların hızlı ve etkili bir şekilde birleştirilmesindeki etkinliği nedeniyle tanınmaktadır. Araç boyutu, otomotiv endüstrisindeki nokta kaynaklı bağlantılar bağlamında çok önemli bir rol oynar. Bu rol, birleştirilecek bileşenlerin sayısı ve üretici tarafından seçilen üretim süreci gibi değişkenlere bağlıdır. direnç Nokta kaynağı, karşıt kuvvetleri kullanarak metal levhaları doğrudan eritmek için elektrik akımı kullanan bir işlemdir. Bu çalışma kapsamında otomotiv sektöründe yaygın kullanılan SCGA590® çift fazlı galvanizli çelik saclar kullanıldı. Deneylerimiz 120 kVA gücünde, elektronik kontrollü, pedal sistemli punta kaynak makinesi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Kaynak işlemi farklı döngülük dizilerle ve farklı periyotlarla gerçekleştirildi. Bunu takiben numuneleri, oda sıcaklığı altında darbe özelliklerini değerlendirmek için çift çekiçli çentik darbe cihazı kullanılmış ve farklı periyot, akım koşullarında direnç nokta kaynaklı numunelerin kaynaklabilirliği üzerine elde edilen sonuçlar rapor edilmiştir. Kaynak bölgesi ve ana metalin hem yapısında bulunan elementlerin tayin edilmesi amacıyla hem de farklı periyot ve akım miktarlarının malzeme mikroyapısında neden olduğu değişimleri gözlemlemek amacıyla numuneler taramalı elektron mikroskobu analizi ile test edilmiştir.

Abstract:
Dual-phase steels are the most widely used members of the advanced high-strength steels (AHSS) family. These steels, which have an important place in the automotive industry, are generally used in the production of automobile exterior ceilings, exterior doors, side bodies, and floor panels. They are generally obtained by the thermomechanical processing of low-carbon steel, and their microstructure consists of a soft continuous ferrite matrix with hard martensite islands. This heterogeneous composite-like microstructure allows the material to simultaneously achieve good formability and high strength. They are generally characterized by high yield strength, maximum tensile strength, and high strain hardening and elongation properties. The engineering properties of dual-phase steels vary greatly depending on their machining processes and, therefore, their microstructure. In general, two different production methods are followed. The first is continuous annealing after hot rolling; the second is hot rolling, followed by discontinuous annealing, and finally cold rolling. In some processes, short-term tempering can also be applied to increase the ductility of steel. Annealing in the intercritical region is of great importance in the production process, and a ferritic– martensitic microstructure is obtained by applying water after annealing in the 1st zone at A1–A3 temperatures. Various methods for assembling metal components have been used in the modern automotive industry. In particular, resistance spot welding is recognized for its effectiveness in quickly and effectively joining metal parts of different compositions and thicknesses while reducing distortion compared with other methods. Vehicle size plays a critical role in spot-welded joints in the automotive industry. This role depends on variables such as the number of components to be assembled and the manufacturing process chosen by the manufacturer. Resistance spot welding is a process that uses electric current to directly melt metal sheets using opposing forces. Within the scope of this study, we used SCGA590 dual-phase galvanized steel sheets, which are widely used in the automotive industry. Our experiments used a 120 kVA power, electronically controlled, pedal system spot welding machine . The welding process was performed in different cycle sequences and periods. Subsequently, a double-hammer impact notching device was used to evaluate the impact properties of the samples at room temperature, and the results obtained on the weldability of resistant spot welded samples under different periods and current conditions were reported. The samples were tested using scanning electron microscopy analysis to determine the elements in the structure of the weld area and the base metal and to observe the changes caused by different periods and current amounts in the material microstructure.