ST-37 (S235JR) ve miilux-450 çeliklerin lazer kaynak ve gazaltı kaynağı ile kaynaklanabilirliklerinin mekanik testler ve istatistiksel yöntemlerle incelenmesi
Investigation of the capability of ST-37(S235JR) and miilux-450 steels to be welded with laser welding and gas arc welding with mechanical tests and statistical methods
Yazar: ERCAN KAYA
Danışman: PROF. DR. MEHMET CENGİZ KAYACAN
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Bu çalışmada, lazer kaynak yöntemi ve gazaltı (MAG) kaynak yöntemi kullanılarak 6 mm kalınlığında St-37 (S235JR) ve Miilux 450 çeliği Taguchi yöntemi kullanılarak belirlenen uygun parametrelerle kaynatılmıştır. Kaynaklı birleştirme yatay düzlemde alın kaynağı (PA) şeklinde, kaynak ağzı açılmadan SG2 ilave teli kullanılarak çift taraflı 9 adet numune fiber lazer kaynağı ve 9 adet numune ise robotik gazaltı kaynağı (MAG) ile kaynatılmıştır.

Tez çalışmasında kaynak sonrası numunelere çekme testi, 3 nokta eğme testi, mikro sertlik testi yapılmıştır. Son olarak numunelerin optik mikroskopla mikro yapı incelemesi yapılmıştır. Çekme testi sonuçlarının minitab programı ile istatistiksel analizi yapılmıştır. Sertlik testinde; ana malzeme, kaynak bölgesi ve Isı Tesiri Altındaki Bölgelerin (ITAB) Vickers sertlik durumu incelenerek optik mikroskop ile mikro yapıları incelenmiştir. 

Taguchi Sinyal/Gürültü (S/N) değerlerine göre en iyi gazaltı kaynak parametreleri ile en iyi lazer kaynak parametreleri elde edilmiştir. 

Çekme deneyine ait parametreler ANOVA ile incelendiğinde gazaltı kaynağında ve lazer kaynağında en etkili parametreler belirlenmiştir.

Lazer kaynağında ergimenin dar bir bölgede olması ve düşük ısı girdisi sayesinde sertlik değerinin gazaltı sertlik değerinden daha yüksek olduğu görülmüştür. Sertlik değerlerinde lazer kaynağı sertlik değerleri genel olarak Miilux 450 değerlerine yakınken gazaltı kaynağı sertlik değerleri ise 235JR değerlerine daha yakın çıkmıştır. Her iki kaynak yönteminde ortalama kaynak dikiş sertlik değerleri Miilux 450 sertlik değerlerinden küçük olup 235JR ana numune hariç diğer sertlik değerlerinden ise daha yüksek olduğu görülmüştür.

Eğme deneyinde Miilux 450 aşınmaya karşı dirençli çeliğin sert bir malzeme olması nedeniyle Miilux 450 çelik numunelerinin hiçbirinde eğilme gerçekleşmezken eğilme 235JR üzerinde gerçekleşmiştir.

Abstract:
In this study, using the laser welding method and the Gas arc welding (MAG) method, the appropriate parameters of 6 mm thick St-37 (235JR) and Miilux 450 steel were welded using Taguchi method. The welded joint was welded in the form of  butt welding (PA) in the horizantal plane, using SG2 addational wire without opening the weld mouth and 9 samples were welded with double-sided fiber laser welding and 9 samples were welded with robotic arc welding(MAG).

In the thesis study, tensile test of samples after welding, 3 point bending test, hardness test and micro struction were performed. Statistical analysis of tensile test results with minitab program was performed. In the hardness test; the Vickers hardness distribution of the main material the welding zone and the Heat Effected Zones (ITAB) were examined and the microstructures were examined with the optical microscope. 

According to Taguchi Signal/Noise (S/N) values, the best laser welding parameters were obtained with the best gas welding parameters. When the parameters of the drawing experiment were examined with ANOVA, the most effective parameters were determined in the gas welding and laser welding.

In laser welding, it was observed that the hardness value was higher than the gas hardness value due to the fact that the melting was in a narrow region and the low heat in put. At hardness value, laser source hardness values are generally close to Miilux450, while the hardness values of the gas source are closer to 235JR. In both welding methods, the average weld seem hardness values were smaller than the Miilux450 hardness values and higher than the other hardness values except fort he 235JR main sample.

In the bending test, bending occured on 235JR, while bending did not occur on any of the Miilux450 steel samples, since Miilux450 wear resistant steel is a hard material.