Hardox malzemelerin, robotik kaynak teknolojisiyle, özlü teller ile birleştirilmesi ve kaynak kabiliyetlerinin incelenmesi
Combining hardox materials with robotic welding technology, core wires and investigation of welding capabilities
Yazar: RAFET KAYBOLMA
Danışman: PROF. DR. UĞUR ÖZSARAÇ
Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Hardox450 çeliği yüksek aşınma dayanımlı ve mekanik mukavemetli çelik alaşımlarının en çok kullanılanlarından biridir. Ana kullanım alanları aşınma ve yüksek mukavemet ürünleridir. Maden, çimento, geri dönüşüm, yol yapım sektörleri gibi ağır çalışma şartlarındaki, kepçeler, kepçe kovaları ve tırnakları, kırıcılar, konveyörler, taşıyıcılar, damperli kamyonlar, çöp kamyonu, mikserler, değirmenler vb. gibi birçok ağır sanayi iş makinaları parçaları kaynaklı birleştirme yöntemi ile Hardox450 çeliklerinden üretilmektedir. Hardox450 çeliğinin, bulunabilirlik, kaynak edilebilirlik, hafiflik ve maliyet gibi avantajları da tercih edilebilirliklerini arttırmaktadır. 
Günümüz Endüstri 4.0 ile birlikte endüstriyel Robot sistemlerinin dünya genelinde kullanımı giderek artmaktadır. Ülkemizde de robot sistemleri, döküm yolu ile biçimlendirme, taşıma, kaynak, sıcak dövme, sprey boyama, paletleme, yükleme ve montaj alanlarında başarı ile kullanılmaktadır. Yine aynı gelişmeler ışığında, globalde en çok tercih edilen birleştirme yöntemlerinden olan kaynaklı üretim sistemlerinde de yeni kolaylıklar ve yeni yöntemler geliştirilmektedir. Bunlardan birisi olan, Elektrik Ark Kaynağı ile örtülü elektrot kullanımından, daha hızlı ve verimli bir yöntem olan Gaz Altı Kaynağı ile özlü tel elektrot kullanımına geçişin zamanla artışı oldu. Gaz altı kaynağı yönteminde olduğu gibi bobin sarıma sahip özlü tel elektrotlar, gaz koruması ihtiyacının en aza indirgenerek, daha yüksek mekanik dayanımlara sahip kaynaklı birleştirmelerin elde edilmesine sebep oldu. 
Bu çalışmada, Robot Kaynağı yöntemi ile, ilave özlü tel elektrot ve koruyucu gaz koşulları modifiye edilerek Hardox450 çeliğinin, mekanik ve makro yapısal özellikleri incelenmiştir. Öncelikle, 6 adet 10x150x350mm boyutlarında, Hardox450 çelikleri, talaşlı işlem uygulanarak boy kısımlarından 45o lik kaynak ağzı açıklığı verilmiştir. İkişerli gruplar haline getirilen parçalar, ilave rutil ve bazik esaslı özlü tel elektrotlar ile Saf CO2 ve 212 karışım gazları korumasında, Robot kaynağı sistemlerinde çoklu paso ile kaynaklı birleştirilerek, plakalar H1, H2 ve H3 olarak adlandırılmıştır. Birleştirilen parçaların, çekme, çentik, sertlik değerleri yanı sıra mikro ve makro yapıları incelenmiştir. Sonuç olarak, Hardox450 çeliğinden beklendiği gibi, tüm parçalar kaynaklı kısımlarından kopmuştur. Mekanik dayanımları en iyi Saf CO2 ve bazik özlü tel elektrot kullanılan H2 plakasında sağlanmıştır. 212 karışım koruyucu gazı kullanılan ve bazik esaslı özlü tel elektrot kullanılan H1 plakasında daha düşük mekanik değerler elde  
edilmiştir. H3 plakası ise rutil özlü tel elektrot kullanılmış ve koruyucu gaz olarak Saf CO2 tercih edilmiştir. 
Ön ısıtma gerektirmeden yapılan kaynaklı işlemler ve parça testleri sonucunda, korucuyu gaz ve özlü tel tipinin mekanik değerlere doğrudan etkisi olduğu görüldü. Korucuyu gaz içeriğinde CO2 oranı arttıkça mekanik dayanım değerleri arttığı görüldü. Bazik esaslı özlü tel elektrotların kullanıldığı parçalarda, rutil özlü tel elektrotların kullanıldığı parçalara göre daha yüksek mekanik dayanıma sahip olduğu görüldü. Robotik sinerjik kaynak sayesinde, masif tellere göre daha fazla sıçrantılı yanış gösteren özlü tel elektrotlar, daha az sıçrantılı hale getirilerek, makro testlerde çok net kaynak görüntüsü ve sonuçlar elde edilirken; ara kaynak pasolarından sonra özlü tel elektrot örtülerinin temizliğinin iyi yapılmadığından dolayı, bazı empürüte ve boşluklar olduğu görüldü. Genel olarak, ağırlıklı düşük dayanımından dolayı kopmaların kaynak bölgelerinden olduğu görüldü.

Abstract:
Hardox450 steel is one of the most used of abrasion and mechanical strength steel alloys. Its main uses are abrasion and strength products. Hardox450 steels, mechanical and chemical Its features increase the usage areas.
With today's Industry 4.0, the use of industrial Robot systems is increasing worldwide. Turkey robot systems, molding way with formatting, transportation, welding, stamping, spray painting, palletizing, assembly and installation has been successfully used in the field. One of these has increased over time from the use of electrode covered with Electric Arc Welding to the use of cored wire electrodes with the Gas Six Source, which is a faster and more efficient method. As with the gas welding method, cored wire electrodes with coil winding reduced the need for gas protection to a minimum, resulting in welded joints with higher mechanical strengths.
In this study, mechanical and macro structural properties of Hardox450 steel are investigated by modifying additional core wire electrode and shielding gas conditions with Robot Welding method. Welded parts; Tensile, notch, hardness values as well as micro and macro structures were examined.As a result, as expected from Hardox450 steel, all parts are detached from their welded parts. Its mechanical strengths are best provided on the H2 plate using CO2 and basic cored wire electrodes. Lower mechanical values were obtained on the H1 plate using 212 blend shielding gas and basic wire core electrode. H3 plate is used with rutile core wire electrode and Pure CO2 is preferred as protective gas.
As a result of welded processes and part tests without requiring preheating, it was observed that the type of gas and cored wire of the guards had a direct effect on mechanical values. It was observed that as the CO2 content in the protective gas content increased, the mechanical strength values increased. It was observed that the parts where basic core cored wire electrodes are used have higher mechanical strength than the parts using rutile cored wire electrodes. Thanks to the robotic synergistic welding, cored wire electrodes, which show more spontaneous combustion compared to solid wires, are made to be less splatter while obtaining very clear welding image and results in macro tests; Since the core wire electrode covers were not cleaned well after the intermediate welding passes, some impurities and gaps were observed. 
In general, it was observed that the ruptures were from the weld regions mainly due to its low strength.