Yaşlandırılabilir alüminyum alaşımların sürtünme karıştırma kaynağı ile birleştirmesi ve kaynak sonrası mekanik özelliklerinin incelenmesi
Combining age hardenable aluminium alloys with friction stir welding and examining mechanical properties after welding
Yazar: FİKRET SÖNMEZ
Danışman: DOÇ. DR. HÜDAYİM BAŞAK
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Yapay yaşlandırma = Artificial aging

Özet:
Sürtünme Karıştırma Kaynak (SKK) yöntemi gelişen kaynak yöntemlerinden biridir. Bu kaynak yönteminde birleştirilecek olan malzemeler sürtünme ısısı oluşturan bir takım ile ergime noktası altında bir sıcaklığa çıkartılır. SKK yönteminde kullanılan takım sadece ısı oluşturmaz bunun yanında birleştirilecek malzemeleri birbiri içinde karıştırarak birleştirme işlemi yapar. Bu çalışmada, gösterdiği yüksek mekanik özelliklerle öne çıkan Alüminyum Alaşımlarından Al-7075 malzemelerde sertlik ve mukavemet artışı sağlayan ısıl işlem süreçlerinden olan yaşlandırma sürecinin, SKK yöntemi öncesi ve sonrasında numunelere uygulanarak metodun birleşme kalitesine etkisi araştırılmıştır. Sonlandırma uygulamalarından olan ve yüzey pürüzlülüğü ve yüzey sertliğini geliştiren haddeleme operasyonu da yapılan kaynak işlemleri sonrasında kullanılmıştır. Kaynak yapılan parçalara yaşlandırma ve kaynak bölgelerine haddeleme işlemleri farklı kombinasyonlarla uygulanarak en uygun ve etkili kaynak şartları araştırılmıştır. Kaynak işlemleri sonrasında malzemelerin içyapı incelemeleri ile çekme ve eğme testleri gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmada SKK ile birleştirilmiş parçalar üzerinde uygulanan işlemlerden haddeleme ve yaşlandırma işlemlerinin malzeme mekanik özelliklerine olumlu katkı sunduğu görülmüştür. Birleştirilen parçalarda haddeleme ve yaşlandırma işlemleri çekme ve eğilme mukavemetini artırmıştır. Yaşlandırma işlemi birleştirilen malzemelerin mikrosertlik değerlerini iyileştirmiştir. Yaşlandırma işleminin kaynak bölgeleri arası farkların giderilmesinde de tercih edilebilir bir yöntem olduğu görülmüştür. Haddeleme işlemi ise malzemenin üst yüzeyinden 0,2~0,3 mm derinliğe kadar mikrosertlik değerlerine olumlu etki sağlamıştır. Bununla birlikte haddeleme ve yaşlandırma işlemlerinin birlikte uygulandığı örneklerde mekanik özelliklerin olumsuz yönde etkilendiği tespit edilmiştir.

Abstract:
Friction Stir Welding (FSW) is one of the developed welding methods. In this welding method, frictional heat that creates the materials to be joined with a tool heated to a temperature below the melting point. FSW tool not only creates heat but also makes the mixing process to merging workpieces together. In this study, the effect of the aging process, which comes to the forefront with high mechanical characteristics and which increases the hardness levels and the strength in Al-7075 materials, has been investigated by applying it before and after the FSW Method. Burnishing operation, one of the finishing operation effects of improving the surface roughness and surface hardness after the welding has also been used. The welded parts received aging and burnishing operations in different combinations to investigate the most proper and efficient welding condition. The analysis of the microstructure of the materials after the welding process, micro hardness measurement, microscope analysis, tensile and bending tests have been performed. In this study, it was observed that burnishing of the joined parts and the aging process increased tensile and bending strength. The aging process has improved the micro hardness values of the combined materials. To eliminate the difference between the welding regions of the aging treatment was also found to be a preferable method. The burnishing process in the material to a depth of 0.2 to 0.3 mm from the upper surface of the micro hardness values has provided a positive impact. However, a combination of the burnishing and the aging process applied on samples has been determined to be adversely affected.