Benzer ve farklı türden alüminyum alaşımlarının sürtünme karıştırma kaynağının deneysel ve sayısal olarak incelenmesi
Investigation of similar and dissimilar friction stir welding of aluminum alloys experimentally and numerically
Yazar: ZEKİ ALPER KADAYİFÇİ
Danışman: DOÇ. DR. BİNNUR GÖREN KIRAL
Dokuz Eylül Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Bölümü / Mekanik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Alüminyum alaşımları = Aluminum alloys ; Sonlu elemanlar yöntemi = Finite element method ; Sürtünme karıştırma kaynağı = Friction stir welding

Özet:
Alüminyum ve magnezyum alaşımları gibi hafif metaller artan bir şekilde ulaşımsanayinde kullanılmaktadır. Korozyon direnci, düşük yoğunluk ve kolay şekilverilebilirlik gibi fiziksel ve mekanik özellikler, yapısal bir malzemenin yoğun birşekilde kullanımını belirleyen en önemli faktörlerdir. Sürtünme Karıştırma Kaynağı(SKK) alüminyum alaşımları ve diğer hafif malzemelerin birleştirilmesi için önemliavantajlar sunmaktadır. Bu avantajlardan bazıları; düşük çarpılma, düşük artıkgerilmeler ve az kaynak hatalarıdır. Düşük ısı girdisi ve tanecik iyileştirmesinedeniyle sürtünme karıştırma kaynağı ısıl işlemli ve ısıl işlemsiz alüminyumalaşımlarının füzyon kaynağına göre daha iyi yorulma ve çekme mukavemeti gibimekanik özelliklere sahiptir.Bu çalışmada, Al6061 ve Al7075 ince alüminyum plakalardaki benzer ve farklıtürden sürtünme karıştırma kaynaklı bağlantıların mekanik özelliklerine kaynakparametrelerinin etkisi incelenmektedir. Bu parametreler pimin dönüş ve ilerlemehızı gibi temel parametrelerdir. Ayrıca, üç boyutlu nonlineer termal ve termomekaniksayısal analizler gerçekleştirilmiştir. Sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak kaynaksüresince kaynak bölgesindeki gerilme ve sıcaklık dağılımı belirlenmiştir. Hareketliısı kaynağını modellemek ve sınır koşullarını değiştirmek için APDL (ANSYSParametric Design Language) kodu geliştirilmiştir.Deneysel ve sonlu elemanlar analizleri ile elde edilen sonuçlar tablo ve grafikolarak sunulmuştur. AA6061-AA6061, AA7075-AA7075 ve AA7075- AA6061alüminyum alaşımlarının kaynaklı bağlantı performansının optimum kaynakparametrelerinin belirlenerek geliştirilebileceği sonucuna varılmıştır.Anahtar sözcükler: Alüminyum alaşımları, sürtünme karıştırma kaynağı, sonluelemanlar yöntemi.

Abstract:
Lightweight materials such as aluminum and magnesium alloys are increasinglyused in transportation industries. Physical and mechanical properties such ascorrosion resistance, low density and high formability are the most important factorsdetermining the wide spread use of a structural material. Friction Stir Welding(FSW) offers significant advantages for joining aluminum alloys and other lightweight materials. Some of these advantages are little distortion, low residual stressesand few weld defects. Because of the lower heat input and grain refinements, frictionstir welds in general have better mechanical properties such as the tensile strengthand fatigue life than the corresponding fusion welds for both heat treatable and nonheat-treatable aluminum alloys.In this study, the effect of welding parameters on the mechanical properties ofsimilar and dissimilar friction stir welded joints in AA6061 and AA7075 Al-alloysthin sheets are investigated. These parameters are the basic parameters such asrotational and transverse speeds of the pin. Additionally, three-dimensional nonlinearthermal and thermo-mechanical numerical analyses are performed. Stress andtemperature distributions in the weld region during the welding are determined usingthe Finite Element Method (FEM). APDL (ANSYS Parametric Design Language)code is developed to model moving heat source and change boundary conditions.The results obtained by the experiments and finite element analyses are presentedin tabular form and graphically. It is concluded that the performance of the weldedjoints AA6061 - AA6061, AA7075 - AA7075 and AA7075 - AA6061 Al-alloys canbe improved using the optimum welding parameters.Keywords: Aluminum Alloys, Friction Stir Welding, Finite Element Method.