MAG yöntemi ile yapılan kaynak işleminin sonlu elemanlar destekli analizi ve deneysel incelenmesi /
Yazar: BURCU OYANIK
Danışman: PROF. DR. OSMAN ÇULHA
Manisa Celal Bayar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Gazaltı kaynağı metal malzemelerin birleştirilmesinde en çok tercih edilen yöntemlerden biridir. Kaynak işlemi yapılan parçaların; nüfuziyetinin, çatlak kontollerinin yapılması parçanın emniyeti için fazlaca önem arz etmektedir. Kaynak işlemi sırasındaki ısıl gerilmelerin, kaynak metali ve esas malzemenin makro ve mikroyapıya doğrudan etki etttiği bilinmektedir. Dolayısıyla malzemelerin mekanik özelliklerini de etkilemektedir. Deneysel çalışmalar ile bu etkileri incelenebilmekte ancak önceden sanal çalışmaların yapılması zaman ve maliyet açısından kazanç sağlamaktadır.
Bu çalışmada; Metal Active Gas (MAG) kaynak yöntemi ile S355MC yapı çeliğine çift taraflı köşe kaynağı yapılmıştır. Kaynak esnasındaki değişiklikler gözlemlenerek, malzemelerin sıcaklığa göre değişimi, kaynak sırasındaki çarpılması incelenmiştir. Kaynak imalatı ile birleştirilen çelik plakalar; kaynak metali, ısının tesiri altında kalan bölge (ITAB) ve esas metal bölgeleri şeklinde üç ayrı bölgeye ayrılarak makro, mikroyapı ve mikrosertlik deneyleri yapılmıştır. Kaynaklı bölgenin mikroyapıları için; dağlamalı kaba inceleme optik mikroskop (OM) kullanılmış olup, nüfuziyeti için makro incelemeler gerçekleştirilmiştir. 
Kaynak işleminden sonra, optimizasyon metodu ile kaynak parametrelerinin simülasyonu sağlanabilmektedir. Deneysel çalışmalar sonrasında, sonlu elamanlar metodu (SEM) kullanılarak Simufact Welding programı ile deney şartlarına uygun üç boyutlu modellemeler yapılmıştır. Deneylerden alınan sonuçlar ile simülasyon sonuçları karşılaştırılarak mukayese edilmiş ve sonuçların sayısal model ile karşılaştırma verileri tartışılmıştır. Bu alanda önemli olan konu ise; simülasyon teknolojilerinin kaynak gibi önemli bir imalat alanında üretim verileri ve tasarım girdileri dikkate alınarak dijital-sayısal olarak doğrulama çalışmalarında kullanılabileceği ve sonuçlarının özellikle termal gerilme, nüfuziyet, distorsiyon noktalarının tespitinde kaynak metodu ve malzeme özellikleri dikkate alınarak kullanılabileceği yönündedir.

Abstract:
Gas metal arc welding is one of the most preferred methods for joining metal materials. Welded parts; It is very important for the safety of the part to control the penetration and cracks. It is known that the thermal stresses during the welding process directly affect the macro and microstructure of the weld metal and base material. Therefore, it also affects the mechanical properties of materials. These effects can be examined with experimental studies, but performing virtual studies beforehand provides time and cost savings.
In this study; Double-sided corner welding was performed on S355MC structural steel with Metal Active Gas (MAG) welding method. By observing the changes during welding, the change of materials according to temperature and distortion during welding were examined. Steel plates joined by welding fabrication; Macro, microstructure and microhardness tests were carried out by dividing the weld metal into three different regions as the heat affected region (HAZ) and base metal regions. For the microstructures of the welded region; optical microscope (OM) was used and macro examinations were carried out for penetration.
After welding, simulation of welding parameters can be achieved by optimization method. After the experimental studies, using the finite element method (SEM), three-dimensional models were made with Simufact Welding program in accordance with the experimental conditions. The results obtained from the experiments were compared with the simulation results, and the comparison data of the results with the numerical model were discussed. The important issue in this field is; simulation technologies can be used in digital-numerical verification studies in an important manufacturing area such as welding, taking into account production data and design inputs, and the results can be used in the determination of thermal stress, penetration, distortion points, taking into account the welding method and material properties.