Al 6005 T6 alaşımlarının epoksi yapıştırıcılar ile birleştirilmesinde farklı şartlarda kürlenme ve yaşlandırmanın dayanıma etkisi
The effect of curing and aging in different conditions on the strength of combining Al 6005 T6 alloys with epoxy adhesives
Yazar: ZEYNEP BETÜL EROVA
Danışman: DOÇ. DR. NURİ AKKAŞ
Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Otomotiv, havacılık, raylı sistemler ve savunma sanayi gibi sektörlerde bir çok farklı malzeme birbiriyle birleştirilerek kullanılmaktadır. Mekanik birleştirme metotlarının yanı sıra bu malzemelerin birleştirilmesinde nispeten daha yeni bir metot olan yapıştırma yöntemi de yaygın kullanılmaktadır. Dünyada en yaygın bulunan metallerden biri olan alüminyum hafifliği ve kolay şekillendirilebilir olması sebebiyle en çok tercih edilen malzemelerin başında gelir ve yüzey yapısı yapıştırıcılarla güçlü adezyon bağlantısı oluşturmak için çok elverişlidir. Seri üretimlerde yapıştırma işlemiyle ilgili en büyük problemlerden iki tanesi yapıştırılmış bağlantının kürlenme süresi ve  uzun vadedeki dayanımıdır. İki bileşenli epoksi yapılı yapıştırıcıların kürlenme sırasındaki ortam sıcaklığını arttırarak kürlenme süresini oldukça kısaltmak ve yapıştırılan bağlantının dayanımını arttırmak mümkündür.  Bu tezin içeriğinde önce yapıştırma işlemleri, yapıştırıcılar, alüminyum yüzeyler ve yaşlanma prosesleri gibi genel literatür bilgilerinden bahsedilmiştir. Deneysel çalışmada ise alüminyum 6005 T6 serisi numune plaka çiftleri iki bileşenli epoksi yapılı yapıştırıcı ile yapıştırılmış ve 15, 23, 50, 75, 100, 120, 140oC 'de onar adet numune kürlendirilmiştir. Farklı sıcaklıklarda kürlendirilen bu numunelerin  beşer çiftinin kayma yönünde çekme testi ile mukavemet değerleri ölçülmüştür. Her bir sıcaklık grubunda geriye kalan beşer çift numune ise farklı sıcaklık-nem döngüsünde yaşlandırılmıştır ve sonuçlar değerlendirilmiştir. Deneysel çalışmalar sonucunda sıcak parçalarda yapılan yapıştırma işlemlerinde yapıştırıcının viskozitesinin düştüğü ve yapıştırılacak parçayı ıslatma performansının arttığı gözlemlenmiştir. Bu nedenle kopma modelleri 50 oC'den sonra tamamen kohezif olmuştur. Kürlenme sıcaklığı artırıldığında yapıştırıcının çok kısa bir sürede yüksek mukavemetlere ulaştığı görülmektedir. Sıcaklıkla birlikte kürlenme zamanı logaritmik azalırken, son dayanım değerlerindeki artış miktarı oldukça azdır. Bağlantıların yaşlandırma uygulanmadan test edilen çekme dayanımı sonuçları incelendiğinde 22,916 MPa ile en yüksek dayanım ortalamasının 140 oC 'de olduğu görülmüştür. En düşük dayanım ortalaması ise 15 oC 'de 19.617 olarak bulunmuştur. Bu test sonuçları literatür araştırmalarını da desteklemektedir. Yaşlandırma işlemi sonrası bütün numunelerin son dayanım değerlerinde değişiklik meydana gelmiştir. Düşük sıcaklıklarda kürlendirilen numunelerde ikincil reaksiyonlar gerçekleşmiş ve yaşlanma sonrası mukavemet değerleri artmıştır. 100 oC 'den yüksek sıcaklıkta kürlendirilenlerde ise yaşlanma sonucu bazı bağlar bozulmuş ve son dayanım değerleri düşmüştür.
Anahtar kelimeler: birleştirme, yapıştırma, yapıştırıcı, epoksi, alüminyum, sıcaklık, kohezif, dayanım, kürlenme, yaşlandırma

Abstract:
Many different materials are used in combination with each other in sectors such as automotive, aviation, rail systems and defense industry. In addition to mechanical joining methods, bonding method, which is a relatively new method, is also widely used in joining these materials. Aluminum, which is one of the most common metals in the world, is one of the most preferred materials due to its lightness and easy formability, and its surface structure is very suitable for creating strong adhesion bonds with adhesives. Aluminum, which is one of the most common metals in the world, is one of the most preferred materials due to its lightness and easy formability, its surface structure is very suitable for creating strong adhesion bonds with adhesives. Two of the biggest problems with the bonding process in mass production are the curing time and long-term durability of the bonded joint. It is possible to shorten the curing time and increase the strength of the bonded joint by increasing the ambient temperature during curing of two-component epoxy adhesives. In the content of this thesis, firstly, general literature information such as bonding processes, adhesives, aluminum surfaces and aging processes are mentioned. In the experimental study, Al 6005 T6 series sample plate pairs were bonded with two-component epoxy adhesive and ten samples were cured at 15, 23, 50, 75, 100, 120, 140 oC. The strength values of these samples, which were cured at different temperatures, were measured by the tensile test in five pairs of each. The remaining five pairs of samples in each temperature group were aged in the temperature-humidity cycle and the results were evaluated. As a result of the experimental studies, it was observed that the viscosity of the adhesive decreased and the wetting performance of the part to be bonded increased in the bonding processes performed on hot parts. Therefore, the rupture patterns became fully cohesive after 50 °C. When the curing temperature is increased, it is seen that the adhesive reaches high strengths in a very short time. While the curing time decreases logarithmically with temperature, the amount of increase in the final strength values is very small. When the tensile strength results of the connections tested without aging were examined, it was seen that the highest average strength was 22,916 MPa at 140 oC. The lowest strength value was found to be 19.617 at 15 oC. These test results also support literature research. After the aging process, the final strength values of all samples changed. Secondary reactions occurred in samples cured at low temperatures and their strength values increased after aging. In those cured at a temperature higher than 100 oC, some bonds have deteriorated as a result of aging and the final strength values have decreased.
Keywords: bonding, adhesives, epoxy, temperature, aluminum, strength, cohesive, durability, curing, aging.