Sürtünme karıştırma kaynağıyla birleştirilmiş AA6061-T6, AA7075-T6 malzeme çiftlerinin mekanik özelliklerinin kıyaslanması
Comparison of mechanical properties of AA6061-T6, AA7075-T6 material pairs combined with friction stir welding
Yazar: İBRAHİM ÜLKE
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA YURDAKUL
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Alüminyum = Aluminum ; Deney tasarımı = Experimental design ; Optimizasyon = Optimization ; Sürtünme karıştırma kaynağı = Friction stir welding ; Çekme dayanımı = Tensile strength

Özet:
Hafif olmalarıyla beraber üstün mukavemet özelliklerine de sahip olmaları alüminyum alaşımlı malzemeleri havacılık ve uzay sanayii için vazgeçilmez malzemeler haline getirmiştir. Ancak genel olarak kaynak kabiliyetlerinin düşük olması bu malzemelerin birleştirilmesinde perçinlerin kullanımını zorunlu kılmaktadır. Perçinler mukavemet açısından oldukça dayanıklı elemanlar olmalarına rağmen, perçin ve perçinleme işleminin yorulma dayanımı gibi çok önemli bazı mekanik özellikler üzerindeki olumsuz etkileri ihmal edilemez. Bununla birlikte perçinlerin sıklıkla kullanıldıkları havacılık ve uzay sanayiinde imal edilen ürünlerin yapısal ağırlıklarına etkileri, kullanılan perçin sayıları dikkate alındığında ihmal edilemeyecek seviyelere ulaşmaktadır. Yeni geliştirilen bir kaynak yöntemi olan SKK (Sürtünme Karıştırma Kaynağı) özellikle alüminyum alaşımlı malzemeler gibi düşük ergime sıcaklığına sahip malzemeler için oldukça uygun bir yöntemdir. Farklı cinsten iki malzemenin kaynağını başarılı bir şekilde yapabilmesi, diğer kaynak yöntemlerindeki gibi büyük miktarlarda termal gerilmelere sebep olmaması bu yöntemin en önemli avantajlarındandır. Yapılan bu çalışma kapsamında her biri 2 mm kalınlığa sahip olan 100 mm × 125 mm boyutlarındaki AA6061-T6 ve AA7075-T6 alüminyum alaşımlı plakaların kendi aralarında ve birbirleriyle sürtünme karıştırma kaynak yöntemi kullanılarak alın alına birleştirilmesinde deney parametrelerinin kaynak kalitesine etkileri incelenmiştir. Her biri üçer seviyeden oluşan üç farklı kontrol değişkeni olarak, takım dönme devri 500 dev/dak, 710 dev/dak ve 1000 dev/dak, takım ilerleme hızı 20 mm/dak, 28 mm/dak ve 40 mm/dak ve takım eğim açısı 0^0,〖0,5〗^0  ve 1^0 seçilmiş ve bu kontrol faktörlerinin etki seviyeleri AA6061-AA6061, AA7075-AA7075 ve AA6061-AA7075 şeklindeki 3 farklı kombinasyon için kıyaslanmıştır. Yanıt yüzey yöntemi kullanılarak 3 tekrarlı olarak yapılan deney planına uygun olarak birleştirilen 135 çift plaka su jeti ile kesildikten sonra çekme dayanımlarının belirlenebilmesi için çekme testine tabi tutulmuşlardır. Çekme testlerinden elde edilen değerler kullanılarak Minitab19 programında yapılan analizler sonucunda kontrol faktörlerinin etki katsayıları hesaplanmış ve optimum işlem parametreleri belirlenmiştir.

Abstract:
Aluminum alloy materials have become indispensable materials for the aviation and space industry due to their lightness and superior strength. However, the generally low welding capabilities necessitate the use of rivets in joining these materials. Although rivets are highly durable elements in terms of strength, the negative effects of rivet and riveting process on some very important mechanical properties such as fatigue strength cannot be neglected. However, the effects of rivets on the structural weights of the products manufactured in the aviation and space industry, where rivets are frequently used, reach levels that cannot be neglected considering the number of rivets used. FSW (Friction Stir Welding), a newly developed welding method, is a very suitable method especially for materials with low melting temperature such as aluminum alloy materials. One of the most important advantages of this method is that it can successfully weld two materials of different types and does not cause large amounts of thermal stress as in other welding methods. Within the scope of this study, the effects of the test parameters on the welding quality were investigated in the friction stirring welding method of friction stirring welding method of AA6061-T6 and AA7075-T6 aluminum alloy plates of 100 mm × 125 mm dimensions, each of which has a thickness of 2 mm. As three different control variables, each of which consists of three levels, tool rotation speed 500rpm, 710rpm and 1000rpm, tool feed rate 20 mm / min, 28 mm / min and 40 mm / min and tool tilt angle 0°, 0.5° and 1° were selected and the effect levels of these control factors were compared for 3 different combinations as AA6061-AA6061, AA7075-AA7075 and AA6061-AA7075. 135 pairs of plates, which were joined in accordance with the test plan made in 3 repetitions by using the response surface method, were subjected to tensile test to determine their tensile strength after being cut with water jet. As a result of the analysis made in Minitab19 using the values obtained from the tensile tests, the effect coefficients of the control factors were calculated and the optimum process parameters were determined.