Otomotiv sektöründe kullanılan DP1000 ve boron çeliğinin farklı parametreler altında nokta direnç kaynağı ve parametrelerin kaynak kalitesine etkisinin incelenmesi
Resistance spot welding of DP1000 and boron steels which used in automotive industry under different parameters and investigation of the effect of parameters on welding quality
Yazar: IRMAK CAN ÖZGÜVEN
Danışman: PROF. DR. UĞUR ÖZSARAÇ
Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Son yıllarda güvenlikten ödün vermeden daha hafif ve çevre dostu araçlar üretmek için otomotiv endüstrisinde AHSS ve UHSS çeliklerin kullanımı artmıştır. Araç gövdesi üzerinde  yaygın olarak kullanılan çift fazlı çelikler, sahip oldukları martenzit adacıklı ferritik mikroyapıları, onlara geleneksel çeliklere nazaran daha düşük akma oranı, daha yüksek mukavemet ve mükemmel şekillendirme özellikleri kazandırmaktadır. Lakin otomobil üzerinde çarpmalara karşı çok daha yüksek mukavemetin istendiği kompleks geometrilere sahip orta direk ve kapı parçalarının imalatında çift fazlı çelikler geri yaylanma ve yırtık oluşması gibi  major dezavantajlar ortaya çıkarmaktadır. Dayanımı arttırmak ve bahsedilen problemleri aşmak için sıcak şekillendirme prosesi otomotiv endüstrisi için çözüm olmuştur. Boron-Mangan alaşımlı çelik malzemenin kullanıldığı sıcak şekilendirme teknolojisinde, proses öncesi malzemenin ısıtılıp sonrasında şekil verme esnasında hızlıca soğutulması ile değişime uğrayan mikroyapı, malzemenin istenilen özellikleri kazanmasına sebep olmaktadır. Diğer taraftan nokta direnç kaynağı otomotiv imalatında kullanılan en yaygın birleştirme yöntemidir. Yapılan son araştırmalarda yüksek mukavemetli çeliklerin nokta direnç kaynağı esnasında yaşadıkları metalurjik değişimden dolayı kaynak çekirdeklerinde çatlak meydana geldiği belirtilmiştir. Yalın üretim sisteminde hatasız parçaların hızlı bir şekilde müşteriye sevk edilmesi gerektiğinden, nokta direnç kaynağında yüksek mukavemetli parçaların hatasız birleştirilmesi için en uygun kaynak parametre değerlerinin, metalurjik değişimlerin ve mekanik özelliklerin bilinmesi gerekmektedir. 
Bu çalışmada DP1000 ve 22MnB5 çeliklerinin nokta direnç kayanğı le birleştirilmesinde farklı parametrelerin kaynak dayanımına ve kaynak kalitesine etkisi araştırılmıştır. Punta kaynaklı birleştirmeleri üretmek için 120 kVA gücünde akım sağlayan ve elektrik akım kontrolüne sahip olan sabit spot makinesi kullanılmıştır. Kaynak zamanı olarak 5, 10, 15, 20, 25, 30 periyot belirlenmiştir. Kaynak akım şiddetleri ise 5 Ka'den 10kA'e yaklaşık 1 kA arttırılarak ayarlanmıştır. Elektrot baskı kuvveti sabit bırakılmıştır. Numunelerin kaynak akım şiddeti ve kaynak zaman parametrelerinin çekme-makaslama, çekme-sıyırma dayanımlarına etkileri incelenip optik mikroskop kullanarak makro boyutta çekirdek boyutları ölçülmüştür. Bütün bunlara ek olarak mikroyapı görüntüleri ve SEM görüntüleri tetkik edilerek mikro vickers sertlik ölçümleriyle deneyler bitirilmiştir.
Sonuç itibariyle kaynak zamanı, kaynak akım şiddetinin ve kaynak çekirdeği geometrisinin çekme-makaslama ve çekme-sıyırma kuvvetine etkisi tespit edilmiş olunup, en uygun kaynak akım şiddeti ve kaynak zaman değerleri elde edilmiştir.

Abstract:
The purpose of this study is to determine the welding parameters of spot welding that provide optimum mechanical properties after joining the DP and Boron steels which are widely used in automotive industry.
A fixed spot machine, which supplies 120 kVA current and has an electric current controlled pneumatic system, was used to produce spot resistance welded joints. 5, 10, 15, 20, 25, 30 periods are determined as the welding time. Welding current intensities are adjusted by increasing about 1 kA from 5 Ka to 10kA. Electrode pressure force is left constant.
Tensile-shear and tensile-peel tests were applied to the samples after joining. Using an optical microscope, the macro size core sizes were determined. In addition to all these, microstructure images, EDS analysis and SEM images were examined and the experiments were completed with micro vickers hardness measurements.
As a result, the effects of welding time, welding current intensity and welding core geometry on tensile-shear and pull-stripping force were determined and a weld lobe graph was obtained depending on the welding current intensity and welding time which determines the optimum values.