Gemi inşa sanayinde kullanılan grade A çeliğinin kaynak bölgesinin incelenmesi
Investigation of the welding area of grade A steel used in the shipbuilding industry
Yazar: FATİH ATA
Danışman: PROF. DR. ADNAN ÇALIK
Isparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu çalışmada Grade A çeliğinin kaynaklı birleştirmelerinde en çok kullanılan tozaltı kaynak yöntemi ve gaz altı kaynak yöntemin mevcut işletme şartlarındaki durumu incelenmiş, özellikle ince (t ≤ 8 mm) et kalınlığındaki sacların birleştirmelerinde sorunlar yaşandığı görülmüştür. Grade A çeliği tozaltı ve gazaltı kaynak yöntemlerine ek olarak plazma ark kaynak yöntemi ile kaynatılmıştır. Yapılan çalışmada her üç kaynak yönteminden elde edilen numunelerin kaynak bölgeleri hem makro hem de mikro boyutta mekanik ve metalürjik açıdan incelenmiştir.
Çalışmada tozaltı kaynak yöntemi tersane ortamındaki parametreler ile çift taraflı olarak kaynaklanmıştır. Tozaltı kaynak yöntemi bir de atölye ortamında kök aralığı verilerek tek taraflı yapılmıştır. Çift taraflı yapılan kaynaklı numunenin birisinde tersane ortamında sıklıkla karşılaşılan kaynak dikişinin merkezinde plazma kesimden kaynaklanan boşluk hatası olduğu görülmüştür. Çekme mukavemetleri 4 mm kök aralıklı ve tek taraflı tozaltı kaynağında 455 MPa, çift taraflı tozaltı kaynağında ise 454 MPa olarak bulunmuştur. Sinerjik ve robotik kaynak uygulanmış gazaltı kaynak yönteminde çekme mukavemeti 439 MPa olarak bulunmuştur. Gemi inşasında yaygın olarak kullanılan bu yöntemlere alternatif olarak özellikle literatürde ve uygulamalarda paslanmaz malzemeler üzerinde kullanılan plazma ark kaynak yöntemi Grade A çeliğinin kaynağında kullanılmış ve çekme mukavemeti olarak 471 MPa değeri bulunmuştur.
Tersane ortamında yapılan kaynaklı birleştirmelerde hatalardan kurtulma ve onarım maliyetini düşürmede otomasyon kaynak yöntemlerinin daha etkili olacağı ve bunun yanında Grade A çeliğinin plazma ark kaynağı ile yapılan birleştirmelerinin diğer yöntemlere kıyasla çok daha iyi mekanik ve metalürjik özelliklere sahip olduğu görülmüştür.

Abstract:
In this study, the most commonly used submerged arc welding method and gas welding method, used in welded joints of Grade A steel, were examined under current operating conditions of the industry, and it was observed that there were problems especially in joining sheets with thin (t ≤ 8 mm) wall thickness. The Grade A steel was welded by submerged and gas arc welding methods and additionally by plasma arc welding of Grade A steel. In the study, the welding regions of the samples obtained from all three welding methods were examined in both macro and micro dimensions mechanically and metallurgically.
In the study, submerged arc welding method was welded bilaterally with parameters in the shipyard environment. The submerged arc welding method was made unilaterally by giving the root gap in the workshop environment. In one of the double-sided welded samples, it was observed that there was a gap error caused by plasma cutting in the center of the weld seam, which is frequently encountered in the shipyard environment. Tensile strengths were found as 455 MPa in 4 mm root spacing and single-sided submerged arc welding and 454 MPa in double-sided submerged arc welding. Synergic and robotic welding applied in gas welding method yielded tensile stronght of 439 MPa. As an alternative to these widely used methods in shipbuilding, plasma arc welding method, which is used on stainless materials especially in literature and applications, was used in welding Grade A steel and its tensile strength was found to be 471 MPa.
It has been observed that automation welding methods will be more effective in eliminating defects and reducing repair costs in welded joints made in the shipyard environment, and in addition, the joints of Grade A steel created using plasma arc welding have much better mechanical and metallurgical properties compared to other methods.