Ultra yüksek mukavemetli S960QL çeliğinin mag kaynağında gaz kompozisyonu ve kaynak akımının birleştirme özelliklerine etkisi
Effects of weld current and gas composition in gmaw on joint properties of ultra high strength S960QL steel
Yazar: ESEN ORMANLI
Danışman: DOÇ. DR. ZAFER BARLAS
Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: MAG kaynağı = MAG welding

Özet:
Bu çalışmada ultra yüksek mukavemetli S960QL çelik plakalar iki farklı koruyucu gaz kompozisyonu ve üç farklı kaynak akımı değerlerinde, kaynak hızı sabit tutulup MAG kaynak yöntemiyle alın-alına birleştirilmiştir. 185, 215 ve 245 A olmak üzere üç farklı akım değeri altında gaz kompozisyonlarındaki CO2 oranları %5 ve %20 olarak değiştirilmiştir, böylece S960QL çeliğinde hem kaynak akımının hem de koruyucu gaz olarak Ar ile beraber kullanılan CO2 oranının birleştirme özelliklerine etkileri incelenmiştir. Bu amaç doğrultusunda birleştirilmiş çelik plakalar üzerinde görsel muayene, makroyapı ve mikroyapı görüntüleme ve analizleri, çekme testi, eğme testi, çentik darbe testi, sertlik ölçümlerinin yanı sıra çekme ve çentik darbe testleri sonrası numune kırık yüzeylerine SEM görüntüleri incelemeleri yapılmıştır.
Çalışmalar sonucunda makroyapı incelemelerine göre, nispeten yüksek kaynak akımı ve koruyucu gazın CO2 oranındaki artışa bağlı olarak kaynak bölgesinde daha geniş ve derin nüfuziyete sahip kaynak metali (KM) meydana geldiği görülmüştür. Bununla birlikte, yine akımın artmasıyla ısıdan etkilenen bölge (ITAB) ve kaynak metalinde temperlenmiş martenzit yapısına ferrit ve beynit oluşumunun eşlik ettiği mikroyapı incelemelerinde tespit edilmiştir. Mekanik testler göstermiştir ki kullanılan kaynak akımındaki artış, akma ve çekme dayanımlarını düşürmüş, %20 CO2 koruyucu gaz altında akım değerinin yükseltilmesiyle çekme testinde kopmalar kaynak metalinden gerçekleşmiştir. Sertlik ölçümlerin de akımın artmasıyla birlikte nispeten daha yavaş soğuma hızına bağlı olarak ITAB ve KM'de sertlik düşüşleri tespit edilmiştir. Birleştirmelerin kök eğme testinde tamamında kökte çatlaklar gözlemlenirken, yüzey eğme testinde akım şiddetinin artması ile yüzey çatlakları oluşmadığı tespit edilmiştir. Darbe ve çekme testi sonrası numunelerin kırık yüzeylerinin SEM incelemesinde kopmaların sünek bir şekilde oluştuğu belirlenmiştir.

Abstract:
In this study, ultra-high strength S960QL steel plates were combined with two different shielding gas compositions and three different welding current values by keeping the welding speed constant and by using GMAW welding method.
CO2 ratios in gas compositions under three different current values, 185, 215 and 245 current, have been changed to 5% and 20%. Thus, the effects of both the welding current and the CO2 ratio used with Ar as shielding gas on the bonding properties of S960QL steel were examined. For this purpose, visual inspection, macrostructure and microstructure imaging and analysis, tensile test, bending test, notch impact test, hardness measurements as well as tensile and notch impact tests, SEM images of the sample fracture surfaces were examined on the assembled steel plates.
As a result of the studies, according to the macrostructure studies, it was observed that weld metal with wider and deeper penetration occurred in the weld zone due to the relatively high welding current and the increase in the CO2 ratio of the shielding gas. However, again, with the increase of current, the heat affected zone (HAZ) and the weld metal (WM) tempered martensite structure accompanied by ferrite and bainite formation were detected in the microstructure studies. Mechanical tests have shown that the increase in the welding current used has reduced the yield and tensile strengths, and the tensile strength in the tensile test was increased from the weld metal by increasing the current value under 20% CO2 shielding gas. In hardness measurements, hardness decreases in HAZ and WM have been determined due to the relatively slow cooling rate with the increase of current. While cracks were observed in the root in all of the joints in the root bending test, it was determined that the surface cracks did not occur with the increase of the current intensity in the surface bending test. With the increasing current value after the impact test, a decrease in toughness was observed in a trend similar to the tensile test. In the SEM examination of the fracture faces of the samples after the impact and tensile test, it was determined that the ruptures occurred ductile.