Eklemeli imalat yöntemi ile üretilen parçaların kaynakla birleştirilmesi ve analizi
Welded jointing and analysis of parts produced by additive manufacturing
Yazar: MURAT ŞEN
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA KURT
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Makine Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Alaşımlar = Alloys ; Eklemeli üretim =   ; Elektron ışın kaynağı = Electron beam welding ; Lazer kaynağı = Laser welding ; TIG kaynağı = TIG welding

Özet:
Eklemeli imalat günümüz havacılık sanayiinde yoğun olarak çalışılan alanların başında gelmektedir. Klasik talaş kaldırma yöntemlerinin yüksek maliyetli çözümler sunması, eklemeli imalat çalışmalarının sektörde hız kazanmasını sağlamıştır. Ancak, eklemeli imalat makine hacimlerinin küçük olması, istenilen boyutlarda parça üretimine imkân tanımamaktadır. Bu sınırlamanın üstesinden gelmenin bir yolu, küçük boyutlu eklemeli parçaların kaynak işlemi ile birleştirilmesidir. Tez çalışmasının ana konusu, eklemeli imalatla üretilen sınırlı boyutlara sahip parçaların kaynakla birleştirilmesi ve istenilen boyutlarda eklemeli parçaların elde edilmesini sağlamaktır. Bu birleştirmeler sonucunda parçanın üzerinde belirli değişkenleri incelemek, kaynak kalitesinin düzgün olması açısından önem arz etmektedir. Hem eklemeli imalat ile parça üretimi esnasında, hem de kaynaklama işlemleri yapılırken, parçada artık gerilmeler meydana gelecektir. Bu doğrultuda, meydana gelen artık gerilmelerin tayini ve karşı koyma yöntemleri de dikkate alınarak, en ideal kaynak yöntemleri belirlenecek ve üretimleri yapılacaktır. Çalışmada kullanılan parçalar dairesel çubuk ve yassı çekme numuneleri şeklindedir. Çekme numuneleri toz yataklı eklemeli imalat yöntemlerinden elektron ışını ile ergitme (EBM) tekniği ile iki parça olarak üretilmiştir. Daha sonra mikro yapıları incelenmiştir. Titanyum alaşımlı malzemelerin kaynak kabiliyetleri araştırılmış olup, uygulanacak kaynak yöntemleri olarak lazer ışın kaynağı (LBW) ve tungsten inert gaz kaynağı (TIG) belirlenmiştir. Belirlenen bu kaynak yöntemlerinin her birinin sağladığı avantajlar ve dezavantajlar bulunmaktadır. Bu koşullar göz önünde bulundurularak her kaynak işlemi için minimum üç adet çekme numunesi hazırlanmıştır. Her kaynaklı numunenin kaynak bağlantısı, mikro yapı karakteristiği ve mekanik özellikleri incelenmiştir. Kaynak bağlantıları uygun kalite standartlarına göre değerlendirilmiştir.

Abstract:
Additive manufacturing is one of the most studied areas in today's aviation industry. The fact that traditional machining methods offer high-cost solutions has accelerated additive manufacturing studies in the sector. However, the small additive manufacturing machine volumes do not allow the production of parts in the desired dimensions. One way to overcome this limitation is to join small sized parts by welding. The main subject of the thesis is to join parts with limited dimensions produced by additive manufacturing by welding and to obtain additive parts in desired dimensions. As a result of these joints, it is important to examine certain variables on the part for proper welding quality. Residual stresses will occur in the part both during the production of parts with additive manufacturing and during welding operations. In this direction, the most ideal welding methods will be determined and produced by taking into account the determination of the residual stresses and the resistance methods. The parts used in the study are in the form of circular bar and flat drawing specimens. Tensile specimens were produced in two parts by electron beam melting (EBM) technique, which is one of the powder bed additive manufacturing methods. Then their microstructures were examined. Welding capabilities of titanium alloy materials were investigated and laser beam welding (LBW) and tungsten inert gas welding (TIG) were determined as welding methods to be applied. Each of these determined welding methods has advantages and disadvantages. Considering these conditions, at least three tensile specimens were prepared for each welding process. The weld joint, microstructural characteristics and mechanical properties of each welded specimen were investigated. Welding joints have been evaluated according to appropriate quality standards.