Bir binek araç gövdesindeki çelik sacların direnç nokta kaynaklı birleştirmelerinin yorulma dayanımlarının parametrik olarak incelenmesi
Parametric investigation of the fatigue behavior of resistance spot welded steel joints in a vehicle body
Yazar: EMRE DORUK
Danışman: PROF. DR. FEHİM FINDIK
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Otomotiv sektöründe araç hafifletme çalışmaları kapsamında araç gövdesinde yeni nesil yüksek mukavametli sacların kullanımı giderek yaygınlaşmaktadır. Bu çalışmada, bir binek araç gövdesinde kullanılan dual fazlı çelik sacların ve kullanılması planlanan yeni nesil twip çelik sacların direnç nokta kaynaklı birleştirmelerinin mekanik, metalurjik ve yorulma davranışları incelenmiştir. DP 800 ve TWIP 1000 sacları kendi aralarında ve birbirleriyle üç farklı çekirdek çapında birleştirilmiştir. Belirlenen üç ayrı çekirdek çapını elde etmek için kaynak akımı parametrik hale getirilmiştir. Toplamda dört grup kaynaklı birleştirme kombinasyonu elde edilmiştir. Kaynaklı numunelerin kalitesi/uygunluğu ultrasonik kaynak kontrol yöntemi ile incelenmiştir. Sonrasında bu numunelere çekme-makaslama testi yapılmış ve kaynak çekirdek çapının ve farklı kaynaklı birleştirme kombinasyonunun bağlantının mukavemetine etkisi araştırılmıştır. Nokta kaynaklı numunelerin kesiti bakalite alınarak esas metal, kaynak bölgesi ve ısıdan etkilenen bölge (IEB) mikro ve makro fotoğrafları çekilmiş, mikrosertlik ölçümleri yapılmıştır. 

Uzun ömürlü yorulma testleri için her gruptaki her bir test serisi için yaklaşık 6 adet deney numunesi hazırlanmıştır. Testler sonucunda her bir seri için S-N eğrileri çıkartılmıştır. Her bir kaynaklı birleştirme kombinasyonunda yer alan farklı çekirdek çaplarının yorulma ömrüne etkisi incelenmiştir. En yüksek yorulma sınırı gösteren bağlantı DP 800 (1 mm)-DP 800 (1 mm) saclardan oluşan bağlantıdır. En düşük yorulma sınırı ise, TWIP (1,4 mm)-DP 800 (1 mm) saclardan oluşan bağlantıda görülmüştür.

Abstract:
In the automotive sector, the usage of new generation high-strength steel sheets is becoming increasingly widespread in BIW (Body-in-white, which refers to the stage in automobile manufacturing in which a car body's components have been joined together using one or a combination of different joining techniques) within the framework of the studies aiming at reducing the total vehicle weight. In this study, the mechanical, metallurgical and fatigue behaviors of resistance spot welded dual phase steel joints which are used in BIW and resistance spot welded new generation TWIP steel joints which are planned to be used in BIW have been investigated. DP 800 and TWIP 1000 steel sheets were joined with each other and together employing three different nugget diameters. The weld current is varied to obtain the three specified nugget diameters. In total, four spot welded joints were obtained. The quality/suitability of welded samples was investigated by ultrasonic test. Then these samples were subjected to a tensile-shear test and the effect of nugget diameter and different joint combination on strength of the joint were investigated. Cross sections of welded samples were mounted in bakelite and then macro-micro structures of base metals, weld metals and heat affected zones (HAZs) were investigated. Microhardness measurements were also made on welded joints.

The fatigue tests were applied to the six spot welded specimens for each series and each sheet combination. S-N curves were obtained for each welded joint. The effect of different nugget diameters on the fatigue life of welded joint combinations was investigated. DP 800 (1 mm) -DP 800 (1 mm) steel sheets combination exhibited the highest fatigue limit, while TWIP (1.4 mm) -DP 800 (1 mm) steel sheets combination displayed the lowest fatigue limit.