Otomotiv çelik sacların direnç alın yöntemi ile kaynaklanabilirliği ve deformasyonunun deneysel ve  sonlu elemanlarla incelenmesi
Weldability of automotive steel sheets by resistance butt welding and investigation of deformation by experimentally and finite element examination
Yazar: ÖMER DAĞLI
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA ACARER
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Otomotiv imalat sektöründe çift fazlı çelik alaşımları ön plana çıkmaktadır. Çift fazlı sac çelikler ( Dual Phase ) DP olarak anılmaktadır. Bu çalışmada otomotiv saclarından olan DP600, DP1000, DP1200 100X50X1 mm ölçülerinde kesilerek şerit haline getirilmiştir. Numune çiftleri kendi aralarında ve çaprazlama olarak elektrik direnç alın kaynağı yöntemiyle kaynatılmıştır. Kaynak öncesi akım değeri 5A, basınç değeri 2.5 bar, başlangıçtan bitişe kadar kaynak uygulama zamanı 3 saniye olarak seçilmiş ve belirlenen parametrelerde elektrik direnç alın kaynak makinesi ile numuneler birbirine kaynak edilmiştir. Kaynak sonrası aynı makine yardımı ile tavlama moduna geçilmiş zaman parametresi 25 saniye sıcaklık parametresi yaklaşık 600°C seçilerek tavlama yapılmıştır. Elektrik direnç alın kaynağı ile birleştirilen numuneler sırasıyla kaynak bölgesinin mikroyapısı incelenmiş, çekme deneyine tabi tutulmuş, eriyen bölge ile ITAB bölgesinin sertlik ölçümü yapılarak OriginLab programında sertlik haritaları çıkarılmış, büküm kenarları, kaynak bölgesini de içeren  omega şeklinde büküm yapılarak plastik deformasyona tabi tutulmuştur. Çalışmalar ve numunelerin deneysel incelemeleri oda sıcaklığı ortamında yapılmıştır. Çalışmada ayrıca sonlu elemanlar yöntemi programlarından olan simufact welding analiz programı ile sanal elektrik direnç alın kaynağı yapılarak numunelerin sıcaklık ve faz dağılımları tespit edilmiştir. Simufact forming programında da numuneler omega büküm yapılmış ve gerilim ve deformasyon dağılımı incelenmiştir. Mikroyapının eriyen bölgede tanelerin büyüdüğü ferrit fazının ve martensit fazının azaldığı beynit fazının arttığı gözlenmiştir. Çekme testinde numuneler genel olarak eriyen bölge dışından boyun vererek kopmuştur. Micro vickers ile yapılan sertlik ölçümlerinde genel bulgu kaynak bölgesinde sertliğin esas malzemeye göre fazla olduğu görülmüştür. Kaynaklı numuneye omega şekli verilmiş makro muayenede DP600, DP1000 ve DP1200  numunelerin kaynak bölgesindeki büküm kenarlarında herhangi bir yırtılma gözlenmemiştir. Deney çalışmaları sırasında bütün numuneler için kaynak parametreleri aynı seçilmiştir.  

Anahtar Kelimeler:  Çekme deneyi, Elektrik direnç alın kaynağı, DP600, DP1000, DP1200, Mikoyapı, Simufact welding analiz, Simufact forming analiz

Abstract:
Dual-phase steel alloys come to the fore in the automotive manufacturing sector. Dual phase sheet steels (Dual Phase) are referred to as DP. In this study, DP600, DP1000, DP1200, which are automotive sheets, were cut in 100X50X1 mm dimensions and turned into strips. The sample pairs were welded to each other and crosswise by electric resistance butt welding (flahs butt welding) method. Pre-welding current value is 5A, pressure value is 2.5 bar, welding application time from start to finish was selected as 3 seconds and samples were welded to each other with a electric resistance butt welding machine in the determined parameters. After welding, the annealing mode was started with the help of the same machine, and the annealing was done by selecting the time parameter of 25 seconds and the temperature parameter of approximately 600°C. The microstructure of the welded region was examined, tensile test was performed, the hardness maps of the melted region and the ITAB region were measured in the OriginLab program, and the bend edges were subjected to plastic deformation by making omega-shaped bending, which includes the welding region. Studies and experimental investigations of the samples were carried out at room temperature. In the study, the temperature and phase distributions of the samples were determined by performing virtual electric resistance butt welding with simufact welding analysis program, which is one of the finite element method programs. In the Simufact forming program, the samples were made omega twisted and the stress and deformation distribution were examined. It was observed that the ferrite phase, in which the grains grew, and the martensite phase decreased, and the bainite phase increased in the melting region of the microstructure. In the tensile test, the samples generally broke by necking outside the melting zone. In the hardness measurements made with micro vickers, the general finding was that the hardness in the weld zone was higher than the base material. No tearing was observed at the bend edges of the DP600, DP1000 and DP1200 samples in the macro examination, in which the welded sample was given an omega shape. Welding parameters were chosen the same for all samples during the experimental studies.

Keywords: Tensile test, Electric resistance butt welding, DP600, DP1000, DP1200, Mikostructure, Simufact welding analysis, Simufact forming analysis