AISI 420 paslanmaz çelik ve E360 çeliğinin sürtünme kaynak yöntemi ile kaynaklanabilirliğinin incelenmesi
Investigation of AISI 420 stainless steel and E360 steel welding by friction welding method
Yazar: SUNAY AKYAY
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ SERKAN APAY
Düzce Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Mikroyapı = Microstructure ; Paslanmaz çelik = Stainless steel ; Sürtünme kaynağı = Friction welding

Özet:
Kaynaklı birleştirme teknolojilerindeki gelişmeler ışığında, sürtünme kaynağı birçok sanayi ve endüstride geniş uygulama alanı imkânı bulmuş katı hal kaynak yöntemidir. Sürtünme kaynağı özellikle otomotiv, savunma sanayi, havacılık ve uzay endüstrilerinde yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Geleneksel kaynak teknikleri ile birleştirilmesi güç ve problemli olan özellikle silindirik parçaların kaynaklarında başarılı bir şekilde uygulanmaktadır. Alüminyum–çelik, alüminyum–bakır, çelik–seramik, alüminyum–seramik gibi malzemeler, bu yöntemle birleştirilebilir. Bu yöntem malzemelerin tam ergime oluşmadan birleştirilmesine olanak sağlar ve avantaj oluşturur. Mekanik ve fiziksel özellikleri farklı olan iki metal malzeme kusursuz bir şekilde birleştirilebilir. Aşınmanın, yorulmanın ve mekanik diğer zorlamaların çok olduğu birçok makine parçası imalatında sürtünme kaynağı başarılı bir şekilde uygulanmaktadır. Deniz suyu altında çalışacak olan bir su pompası fanı için aşınmanın çok olduğu yerde aşınmaya dayanıklı malzeme kullanmak (paslanmaz, titanyum vb.), diğer kısımda ise normal kalite (S235, S355 vb.) bir malzeme kullanmak imalatı olumlu yönde iyileştirebilmektedir. Bu iyileşme çalışma performansı olarak daha sonrada mevcut imalatın maliyeti olarak kendini gösterecektir. Bu çalışmada farklı özelliklere sahip 20 mm çapında AISI 420 ve E 360 çeliği sürtünme kaynağı ile birleştirilmiştir. Kaynaklı birleştirmelerde devir sayısı, sürtünme basıncı, sürtünme süresi gibi parametreler literatür çerçevesinde değerleri değiştirilerek farklı mikroyapı ve mekanik özelliklere sahip birleştirmeler elde edilmiştir. İncelemeler sonucunda iki farklı malzeme türünün boşluksuz olarak birleştiği ve parametrelerin birleşme kalitesinde önemli role sahip olduğu tespit edilmiştir. Farklı özelliklere sahip çelik alaşımlarının sürtünme kaynak yöntemi ile birleştirilmesinde uygun parametrelerin kullanılarak kaynak kalitesini artırmanın mümkün olduğu görülmüştür.

Abstract:
In the light of developments in welded joining technologies, friction welding is a solid state welding method that has found wide application in many industries and industries. Friction welding is widely used in the automotive, defense industry, aerospace and aerospace industries. It is successfully applied especially in the welding of cylindrical parts, which are difficult and problematic to join with traditional welding techniques. Materials such as aluminum-steel, aluminum-copper, steel-ceramic, aluminum-ceramic can be combined with this method. This method allows the materials to be joined before full melting occurs and is advantageous. Two metal materials with different mechanical and physical properties can be seamlessly combined. Friction welding is successfully applied in many machine parts manufacturing where abrasion, fatigue and other mechanical stresses are high. For a water pump fan that will operate under sea water, using abrasion resistant material (stainless, titanium, etc.) where abrasion is abundant, and using a normal quality material (S235, S355 etc.) in the other part can improve the manufacturing positively. This improvement will manifest itself as operating performance and then as the cost of the current manufacturing. In this study, 20 mm diameter AISI 420 and E 360 steel with different properties were combined with friction welding. In welded joints, the values of parameters such as speed, friction pressure, friction time were changed within the framework of the literature, and joints with different microstructure and mechanical properties were obtained. As a result of the investigations, it has been determined that two different material types join without gaps and the parameters have an important role in the quality of the joint. It has been seen that it is possible to increase the welding quality by using appropriate parameters in joining steel alloys with different properties by friction welding method.