Depolama tankı imalatında tozaltı ark kaynağı uygulaması ve kaynak bölgesinin incelenmesi
Application of submerged arc welding in storage tank manufacturing and investigation of welding zone
Yazar: YİĞİTCAN ATILGAN
Danışman: DOÇ. DR. YAKUP KAYA
Karabük Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Ark kaynağı = Arc welding ; Depolama = Storage ; Tahribatsız muayene = Nondestructive inspection ; Çelik = Steel

Özet:
Bu çalışmada, depolama tankları imalatında sıklıkla kullanılan 10 mm kalınlığındaki ASTM A36 çeliği farklı parametreler kullanılarak tozaltı ark kaynak yöntemi ile birleştirilmiştir. Farklı kaynak akımlarının (450 A, 475 A, 500 A, 525 A ve 550 A) kaynaklı birleştirmelerin kaynak bölgesine etkisi tahribatsız ve tahribatlı muayene yöntemleri ile incelenmiştir. Kaynaklı birleştirmelerin yüzey ve yüzeyaltı/kesit, tahribatsız incelemelerinde sıvı penetrant (SP), manyetik parçacık (MT), ultrasonik (UT) ve radyografik (RT) muayene yöntemleri kullanılmıştır. Kaynaklı birleştirmelerin makro-mikroyapı ve mekanik özelliklerini belirlemek için ise tahribatlı muayene yöntemlerinden optik mikroskop, mikrosertlik çalışmaları, çekme, eğme ve çentik darbe testleri uygulanmıştır.

Kaynaklı birleştirmelere uygulanan tahribatsız muayene yöntemleri sonucunda; sıvı penetrant ve manyetik parçacık testi yöntemlerinde kaynak yüzeyinde herhangi bir  
süreksizliğe rastlanmamıştır. Ultrasonik ve radyografik muayeneler sonucunda ise 450 A ve 475 A kaynak akımında birleştirilen levhalarda kök nüfuziyet eksikliği gözlemlenmiştir. Kaynaklı birleştirmelere uygulanan tahribatlı muayene yöntemleri sonucunda ise; makroyapı görüntüleri incelendiğinde, 450 A ve 475 A kaynak akımlarında birleştirilen levhaların kök kaynaklarında eksik nüfuziyet gözlemlenmiş diğer kaynak akımlarında ise herhangi bir hataya rastlanmamıştır. Mikroyapı görüntüleri incelendiğinde, kaynak metali-ITAB geçiş bölgelerinin birbirlerine benzer görüntüler sergilediği belirlenmiştir. Sertlik testleri sonucunda en yüksek sertlik değerleri, kaynak metalinden elde edilirken onu sırasıyla ITAB ve ana malzeme takip etmiştir. Yapılan çekme testleri sonucunda, 450 A ve 475 A kaynak akımlarında birleştirilen levhalarda kopma kaynak metalinde gerçekleşmiş diğer kaynak akımlarında ise kopma ana malzemede gerçekleşmiştir. Eğme testleri sonucunda, göz ile yapılan muayenede 450 A ve 475 A kaynak akımlarında birleştirilen levhaların kaynak bölgesinde yırtılma ve çatlak tespit edilmiş diğer kaynak akımlarında ise herhangi bir çatlak, yırtık vb. hata görülmemiştir. Çentik darbe test sonuçları incelendiğinde, en yüksek tokluk değerlerinin oda sıcaklığında (20oC), en düşük tokluk değerlerinin ise -20oC'de ölçüldüğü tespit edilmiştir.

Abstract:
In this study, 10 mm thick ASTM A36 steel, which is frequently used in the production of storage tanks, was joined by submerged arc welding method using different parameters. The effects of different welding currents (450 A, 475 A, 500 A, 525 A and 550 A) on the weld area of the welded joints were investigated by non-destructive and destructive testing methods. Liquid penetrant (SP), magnetic particle (MT), ultrasonic (UT) and radiographic (RT) inspection methods were used for surface and subsurface/sectional, non-destructive testing of welded joints. In order to determine the macro-microstructure and mechanical properties of welded joints, optical microscopy, microhardness studies, tensile, bending and notch impact tests, which are destructive testing methods, were applied.

As a result of non-destructive testing methods applied to welded joints; liquid penetrating and magnetic particle testing methods no discontinuities were found. As a result of ultrasonic and radiographic examinations, it was observed that there was no  
root penetration in the plates joined at 450 A and 475 A welding current. As a result of destructive testing methods applied to welded joints; When the macrostructure images were examined, incomplete penetration was observed in the root welds of the plates joined at 450 A and 475 A welding currents, and no errors were found in other welding currents. When the microstructure images were examined, it was determined that the weld metal-ITAB transition zones exhibited similar images. As a result of the hardness tests, the highest hardness values were obtained from the weld metal, followed by ITAB and base material, respectively. As a result of the tensile tests, weld metal rupture occurred in the plates joined at 450 A and 475 A welding currents, and the main material ruptured at other welding currents. As a result of bending tests, tearing and cracks in the welding area of the joined plates at 450 A and 475 A welding currents, cracks, tears, etc. in other welding currents. detected. no error found. When the notch impact test results were examined, it was determined that the highest toughness values were measured at room temperature (20 oC), and the lowest toughness values were measured at -20 oC.