Sürtünme karıştırma kaynağı ile birleştirilmiş yaşlandırılabilir alüminyum alaşımlarının mekanik özelliklerinin ve korozyon davranışlarının incelenmesi
The investigation of mechanical properties and corrosion behaviours of age hardenable aluminum alloys joined by friction stir welding
Yazar: HAKAN AYDIN
Danışman: PROF. DR. ALİ BAYRAM
Uludağ Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2008
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu çalısmada, yaslandırılabilir 2024 alüminyum alasımları ve yaslandırılamayan1050 alüminyum alasımları sürtünme karıstırma kaynagı ile çesitli kaynak parametreleriile kaynak edilmislerdir. Esas olarak, sürtünme karıstırma kaynagı ile kaynak edilmis2024 alüminyum alasımlarında kaynak parametrelerinin ve kaynak öncesi ve sonrasındauygulanacak yaslandırma islemlerinin etkisi incelenmistir. ncelemeler kaynak bölgesiiçyapısı, kaynak bölgesi sertlik dagılımları, korozyon öncesi ve korozyon sonrası çekmeözellikleri ve kırılma bölgeleri üzerinde yogunlasmıstır. 2024 alasımlarında kaynaköncesindeki temel malzeme özelliklerine baglı olarak, farklı çekme özellikleri vekırılma bölgeleri ortaya çıkmıstır. Temel malzeme özellikleri açısından yaslandırılannumunelerde genel itibariyle kopmalar ilerleme tarafında kaynak merkezi ve termomekanikolarak etkilenmis bölge ara kesitinde meydana gelirken, temel malzemeözellikleri açısından yaslandırma islemi uygulanmayan alasımlarda ise kopmalar temelmalzeme üzerinde meydana gelmistir. Kaynak sonrası, kaynak esnasında ortaya çıkansıcaklıktan dolayı kaynak öncesi ısıl islem kosuluna baglı olarak belirgin mukavemetkayıpları ile karsılasılmıstır. Kaynak sonrası yeniden uygulanan ısıl islemler sonucundada kısmi bir iyilesme saglanmıs olsa bile kaynaksız aynı kosuldaki numunelerin çekmeözellikleri elde edilememistir. 1050 alasımlarında ise mekanik özelliklerde meydanagelen kayıp ve kaynak bölgesi etkilenme derecesi çok daha düsük düzeyde kalmıstır. Bualasımlarda, uygun kaynak parametreleri kullanıldıgı takdirde kırılmalar temel malzemebölgesinde meydana gelmistir; kaynak bölgesinde herhangi bir mekanik kayıp sözkonusu olmamıstır. Kaynak sonrasındaki korozyon deneyleri ise atmosfere açıkkosullarda ve oda sıcaklıgında %3,5'luk NaCl çözeltisi içerisinde statik daldırmaseklinde yapılmıstır. 2024 alasımları ile karsılastırma yapılabilmesi için aynıincelemeler, çesitli kaynak parametreleri ile üretilen yaslandırılamayan 1050alüminyum alasımları içinde tekrarlanmıstır. Uzun korozyon sürelerinde dahi kaynaklı1050 alasımlarının mekanik özelliklerinde herhangi bir kayıp meydana gelmezken,kaynaklı 2024 alasımlarında ise daha kısa korozyon sürelerinde bile önemlisayılabilecek ölçüde mekanik özelliklerinde kayıplar gözlenmistir.Anahtar Kelimeler: Sürtünme karıstırma kaynagı, 2024 alüminyum alasımları,yaslandırma, temel malzeme kosulları, kaynak sonrası ısıl islemler, mekanik özellikler,korozyon, 1050 alüminyum alasımları.

Abstract:
In this study, age hardenable 2024 aluminium alloys and non-heat-treatable 1050aluminium alloys were friction stir welded under various welding parameters. Theeffects of the welding parameters and base material conditions and post weld heattreatments on the friction stir welded 2024 aluminium alloys were essentiallyinvestigated. Investigations for samples were on microstructure and micro-hardnessdistribuiton of the weld region, tensile properties before and post corrosion tests andfracture locations. The tensile properties and fracture locations of the joints for heattreatable 2024 alloys depend on the base material conditions. In 2024 joints having agedbase material conditions, the fracture locations is generally at or near the interfacebetween the nugget and the thermo-mechanically affected zone on the advancing side,whereas in the 2024 joint having stable base material condition, the fracture occured atthe base material. After welding, the mechanical properties of the 2024 joints deterioratedepending on the base material condition owing to the heat during welding. Post weldheat treatments in the 2024 joints provide partly improvements in mechanical propertiesbut the improvements are insufficient with respect to the base materials. After welding,the losses in the mechanical properties for the 1050 joints are too low and negligible incontrast to the 2024 joints. When the 1050 alloys were friction stir welded with suitablewelding parameters, the fracture occured at the base material and any mechanical losswas not observed in the weld region. Static immersion corrosion tests for the sampleswere carried out in a 3.5 wt. % NaCl solution, open to air, at room temperature. Also,for comparison with the 2024 joints, the same investigations have been performed forthe 1050 joints. While any mechanical loss post corrosion tests even for long corrosiontimes in the 1050 joints has not occured, the significant mechanical losses postcorrosion tests even for short corrosion times in the 2024 joints have been observed.Keywords: Friction stir welding, 2024 aluminum alloys, aging, base materialconditions, post-weld heat treatments, mechanical properties, corrosion, 1050 aluminumalloys.