Polietilenin sürtünme karıştırma nokta kaynak özellikleri
Properties of polyethylene friction stir spot welding
Yazar: MUSTAFA KEMAL BİLİCİ
Danışman: PROF. DR. A. İRFAN YÜKLER
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metal Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2011
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering ; Teknik Eğitim = Technical Education
Dizin: Kaynak = Welding ; Polietilen = Polyethylene ; Sürtünme karıştırma kaynağı = Friction stir welding

Özet:
Sürtünme karıştırma nokta kaynak yöntemi (SKNK), aluminyum saclar için elektrik direnç nokta kaynağın yerine 2001 yılında geliştirilmiştir. Bu katı hal kaynağı ile düşük çarpılma, mükemmel mekanik özellik, kolay kaynak edilebilme ve düşük maliyet gibi avantajlar elde edilmiştir. SKNK'nda kaynak parametreleri ve takım geometrisi kaynak dikiş oluşumu ve kaynak dayanımını etkilemektedir. Kaynak takımı omuz ve uc olmak üzere iki kısımdan oluşmaktadır. Metallerin SKNK'nda kaynak takımının uc açısı, uc geometrisi, uc uzunluğu, omuz çapı ve omuz açısı dikiş biçiminde ve kaynak dayanımında önemli rol oynadığı tespit edilmiştir. Metallerin SKNK'nda kaynak parametrelerinin (dönme hızı, dalma hızı, dalma derinliği ve dönme süresi) etkin rol oynadığı bulunmuştur. SKNK aluminyum, magnezyum ve çelik sacların birleştirilme işlemleri gerçekleştirilmektedir. Fakat polimerlerin SKNK ile ilgili oldukça az çalışma ve yayın yapılmıştır.Bu çalışmada, Yüksek yoğunluklu polietilen (YYPE) levhalara yapılan SKNK birleştirmelerinde kaynak parametreleri ve takım geometrilerin etkileri incelenmiştir. Takım dönme hızı, dalma derinliği ve dönme süresinin dikiş biçimi ve kaynak dayanımın üzerinde etkili olduğu görülmüştür. Dalma hızının ve bekleme süresinin SKNK üzerinde önemli bir rol oynamadığı tespit edilmiştir. Ayrıca takım geometrisi SKNK etkin rol oynadığı görülmüştür. Polietilenin SKNK uygulamasında katı hal kaynağının olmadığı, sıvı hal kaynağının meydana geldiği görülmüştür.

Abstract:
In 2001, friction stir spot welding (FSSW) was developed in the automotive industry to replace resistance spot welding for aluminium sheets. This solid-state welding process has some advantages such as ease of joining materials that are difficult to fusion weld, low distorsion, excellent mechanical properties and low cost . The welding parameters and the tool geometry affect friction stir welding and friction stir spot welding nugget formation and weld strength. The welding tool consists of two parts: the shoulder and the pin. The size of the pin, the pin angle, pin thread orientation, pin length, pin profile, the size of the shoulder and shoulder concavity were found inportant in nugget formation and weld strength in FSSW of metals. In FSSW of metals welding parameters (rotation speed, plunge rate, plunge depth and dwell time) were also found effective. FSSW has been succesfully applied to aluminium, magnesium and steel sheets, but there are very few publications on polymer FSSW applications.In this study, the effects of the welding parameters and tool geometry on static strength of friction stir spot welds of high density polyethylene (HDPE) sheets were studied. The tool rotational speed, tool plunge depth and dwell time were determined to be important in the joint formation and its strength. The plunge rate of the tool was determined to have a negligible effect on friction stir spot welding. The tool delay time which is uneffective in metals FSSW was found important to obtain a high weld strength in polyethylene sheets. The tool geometry was also important in polyethylene FSSW operations. In polyethylene FSSW melting of the material occurs so this method is not a solid-state welding.