Çentik yönünün tel ark eklemeli imalat yöntemi (WAAM) ile üretilen C-Mn çeliklerinin kırılma tokluğuna etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of notch orientation on fracture toughness of C-Mn steels produced by wire arc additive manufacturing (WAAM)
Yazar: KADİR DAĞYIKAN
Danışman: DOÇ. DR. MUSTAFA KOÇAK ; DR. ÖĞR. ÜYESİ UĞUR GÜROL
İstanbul Gedik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Makine Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Charpy = Charpy ; Katmanlı üretim = Additive manufacturing ; MAG kaynağı = MAG welding ; Makroyapı = Macrostructure ; Mikroyapı = Microstructure ; Üretim yöntemleri = Production methods

Özet:
Metal veya alaşım tozunun hammadde olarak kullanıldığı eklemeli imalat yöntemlerine nazaran tel ark eklemeli imalat yöntemi (WAAM) ile metal parça üretimi düşük yatırım maliyeti, yüksek biriktirme hızı, zaman tasarrufu, yüksek malzeme çeşitliliği ve tasarım esnekliği nedeniyle tüm dünyada istikrarlı bir şekilde artmaktadır. WAAM yöntemi ısı kaynağı olarak ark, besleme malzemesi olarak ise kaynak telinin kullanılması ile sisteme beslenen telin ergimesi ve akabinde katılaşarak belirlenen bölgede parçanın bir katmanını oluşturmasına sürecine dayanmaktadır. İlerleyen dönemlerde WAAM teknolojisi ile kalın kesitli C-Mn çelik parçaların imalatının giderek artacağı aşikardır. Bu sebeple çelik parça üreticileri bu yeni çelik WAAM parçalarının tasarım aşamalarında kullanabilecekleri kırılma tokluğu verilerine ihtiyaç duyacaktır.
Bu çalışmada, farklı kaynak telleri kullanarak çoklu paso yöntemi ile üretilen kalın kesitli düşük alaşımlı C-Mn parçaların çentik yönüne bağlı olarak Charpy-V kırılma tokluğundaki değişim incelenmiştir. Kaynak teli olarak GeKa markalı AWS A5.18 standardı ER70S-6 kalitesine uygun ticari adı SG2 ve SG3 olan kaynak telleri ile AWS A5.28 standardı ER110S-G kalitesindeki ticari adı ER110 olan kaynak telleri kullanılmıştır. Üretilen parçalar ilk olarak görsel muayene ve radyografik muayeneye tabi tutulmuş olup akabinde mikro sertlik, çentik darbe ve mikro-makro yapı incelemeleri gerçekleştirilmiştir. Tel ark beslemeli imalat yöntemi ile elde edilen sonuçlar dikey yönde çıkarılan numunelerin daha yüksek çentik darbe tokluğu değerlerine sahip olduğunu ve parçaların anizotropik özellik gösterdiğini ortaya koymuştur.

Abstract:
Compared to additive manufacturing methods in which metal or alloy powder is used as raw material, metal part production by wire arc additive manufacturing method (WAAM) is increasing steadily all over the world due to its low investment cost, high deposition rate, time saving, high material diversity and design flexibility. The WAAM method is based on the process of using the arc as the heat source and the welding wire as the feeding material, the melting of the wire fed to the system and then solidifying and forming a layer of the part in the determined region. It is obvious that the production of thick-section C-Mn steel parts will increase gradually with WAAM technology in the future. For this reason, steel part manufacturers will need fracture toughness data that they can use during the design phases of these new steel WAAM parts.
In this study, the change in Charpy-V fracture toughness depending on the notch direction of thick section low alloyed C-Mn parts produced by multi-pass method using different welding wires was investigated. GeKa branded AWS A5.18 standard and ER70S-6 commercial name SG2 and SG3 welding wires were used as welding wire, AWS A5.28 standard and ER110S-G trade name ER110 welding wires were used. The produced parts were subjected to radiographic examination and then microhardness, notch impact and microstructure examinations were made. The results obtained revealed that the samples extracted in the vertical direction had higher notch impact toughness values and the parts showed anisotropic properties.