Bina ve inşaatlarda kullanılan çelik sacların punta kaynağı ile birleştirilmesi
Connecting steel sheets used in building and construction by spot welding
Yazar: EHAB ALAA FARHAN FARHAN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA HALUK SARAÇOĞLU
Kütahya Dumlupınar Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: İnşaat mühendisliği = Civil engineering

Özet:
Punta kaynak bina ve inşaat uygulamalarında çelik sacları birleştirmek için yaygın olarak kullanılır. Bu çalışmada çeşitli çelik kalitelerinin punta kaynağı için uygunluğu araştırılmıştır. Kapsamlı bir analiz yapılarak çelik bileşiminin, kaynak parametrelerinin ve ortaya çıkan kaynak kalitesinin kaynaklı bağlantıların yapısal bütünlüğü üzerindeki etkisi incelenmiştir. Araştırma kapsamında, Ferritik paslanmaz çelik (409), Martensitik paslanmaz çelik (440A), takım çeliği (D2), paslanmaz çelik (304L), düşük karbonlu çelikler (SAE 1060, 1040, AISI 1005), yapı çeliği (sınıf 50) ve gelişmiş yüksek mukavemetli çelikler (AHSS) DP 600 ve TRIP 780 dahil olmak üzere bir dizi çelik sınıfı incelenmiştir. Çalışmada, ayrıntılı test ve simülasyon yoluyla, bu çelik sınıflarının kaynaklanabilirlik, mukavemet ve korozyon direnci ile ilgili değişen eğilimleri ortaya koyulmaya çalışılmıştır. Araştırmanın sonucunda, 440A ve D2'nin yüksek sertlik ve mekanik mukavemet gösterdiği, bu durumun da onları taşıyıcı bina uygulamaları için çok uygun hale getirdiği bulunmuştur. Ayrıca, yanıt yüzeyi yöntemleri kullanılarak gerçekleştirilen parametrik optimizasyon; kaynak akımı, elektrot basıncı, zaman ve kaynak kalitesi arasındaki kritik etkileşimi ortaya çıkarmıştır. Çelik numuneler için punta kaynak işlemi, Ansys programı kullanılarak ön inceleme amaçlı olarak tasarlanmıştır. Hasar öncesi son çekme dayanımını tahmin etmek için bir çekme testi simüle edilmiş ve daha sonra laboratuvar deneyleri gerçekleştirilmiştir. Bu tez çalışmasında, farklı çelik sınıflarının kaynak performansını etkileyen faktörler araştırılmıştır. Makine öğrenimi gibi gelişmiş tekniklerle parametrelerin optimize edilmesi, ortaya çıkan materyallerin entegre edilmesi, güvenliğin ve kalite kontrol protokollerinin önceliklendirilmesi ve endüstri - akademi işbirliklerinin teşvik edilmesi çalışma sonucu sunulabilecek temel öneriler arasında yer almaktadır.

Abstract:
Spot welding is widely used to join steel sheets in building and construction applications. In this study, the suitability of various steel grades for spot welding was investigated. A comprehensive analysis examines the influence of steel composition, welding parameters, and resulting weld quality on the structural integrity of welded joints. The investigation encompasses an array of steel grades, including Ferritic stainless steel(409), Martensitic stainless steel (440A), tool steel (D2), stainless steel (304L), low carbon steels (SAE 1060, 1040, AISI 1005), structural steel (grade 50), and advanced high strength steels (AHSS) DP 600 and TRIP 780. Through detailed testing and simulation, the study reveals the varying tendencies of these grades regarding weldability, strength, and corrosion resistance. Results show the high hardness and mechanical strength of 440A and D2, making them well-suited for load-bearing building applications. Furthermore, parametric optimization utilizing response surface methods demonstrates the critical interplay between welding current, electrode pressure, time, and weld quality. The spot welding process for steel samples was designed for preliminary exploratory purposes using the ANSYS program. In order to estimate the ultimate tensile strength before failure, a tensile test was simulated, and then laboratory experiments were performed. In this thesis study, the factors affecting the welding performance of different steel grades were investigated. Key recommendations include optimizing parameters through advanced techniques like machine learning, integrating emerging materials, prioritizing safety, and quality control protocols, and fostering industry-academia collaborations.