Gemi inşaatındaki kaynaklı bağlantıların yapısal ve mekanik özelliklerinin optimizasyonu
Optimization of structural and mechanical properties of welded joints in shipbuilding
Yazar: AHMET FATİH YILMAZ
Danışman: DOÇ. DR. MUSTAFA GÜNAY
Karabük Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Gemi Mühendisliği = Marine Engineering ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Türkiye gemi inşa sanayinin gelişmesine katkı sağlamayı hedefleyen bu çalışmada, imalat sürecinde meydana gelen kaynak mukavemeti ve distorsiyonları etkileyen faktörler analiz edilmiştir. Bu amaçla, açık deniz destek gemilerinin inşasında kullanılan iki farklı kalitedeki AH36 ve AISI 316L çelik levhalar tozaltı ark kaynak yöntemiyle birleştirilmiştir. Kaynaklı birleştirmeler, yatay pozisyonda, üç farklı akım ve bağlantı tipi (Bt) seçilerek, ilave metal kullanılmadan alın alına gerçekleştirilmiştir. Bu bağlamda, malzemelerin kendi aralarında ve birbirleriyle AH36-AH36, AH36-AISI 316L ve AISI 316L-AISI 316L olmak üzere üç farklı grup oluşturulmuştur. Birleştirilen parçaların her bir grubu kendi içlerinde mikroyapı, mekanik özellikler ve distorsiyon yönünden ayrı ayrı incelenmiş ve kaynak parametrelerinin etkileri deneysel ve istatistiksel olarak değerlendirilmiştir. Taguchi metodolojisi kullanılarak kaynak mukavemeti ve distorsiyon için, kaynak akımı ve bağlantı tipine bağlı olarak optimum değerler belirlenmiştir.
AH36-AH36 çelik çifti birleştirmeleri için yapılan değerlendirmelerde, çekme dayanımı (ÇD) üzerinde en fazla öneme sahip değişken bağlantı tipi olurken, distorsiyon miktarı (Dm) için bu değişken akım değeri olarak bulunmuştur. ÇD için optimum değişken seviyeleri S12 bağlantı tipi ve 425 A olarak belirlenmiş olup, Dm için ise optimum değişken seviyeleri S12 bağlantı tipi ve 400 A olarak bulunmuştur. AH36-AISI 316L çelik ve paslanmaz çelik çifti birleştirmeleri için ÇD üzerinde en önemli değişken bağlantı tipi olurken, Dm üzerinde en önemli değişken akım değeri olarak bulunmuştur. ÇD için optimum değişken seviyeleri S7 bağlantı tipi ve 400 A olarak belirlenmiş olup, Dm için ise optimum değişken seviyeleri SS bağlantı tipi ve 450 A olarak belirlenmiştir. AISI 316L-AISI 316L paslanmaz çelik çifti birleştirmeleri için ÇD ve Dm üzerinde en önemli değişken bağlantı tipi olarak belirlenmiştir. ÇD için optimum değişken seviyeleri SS bağlantı tipi ve 450 A olarak belirlenirken, Dm için optimum değişken seviyeleri SS bağlantı tipi ve 400 A olarak tespit edilmiştir.

Abstract:
In this study, in which aims to contribute to the development of Turkey's shipbuilding industry, factors affecting welding strength and distortion in the manufacturing process, has been analyzed. For this purpose, AH36 and AISI 316L steel plates in two different qualities used in the construction of offshore support vessels were combined by the submerged arc welding method. The welded joints were carried out in the horizontal position, by selecting three different current and connection types (Bt), without using any additional metal and as butt welding type. Within this contex, three different groups were constituted between the materials themselves and each other as AH36-AH36, AH36-AISI 316L ve AISI 316L-AISI 316L. Each group of joined pieces was examined separately in terms of their microstructure, mechanical properties and distortion and the effects of welding parameters were evaluated experimentally and statistically. Using Taguchi methodology, optimum values were determined for welding strength and distortion depending on welding current and connection type. In the evaluations for the AH36-AH36 steel pairs, while connection type was the most prevalence variable on the tensile strength (ÇD), the current value was the variable for distortion amount (Dm). The optimum variable levels for ÇD were determined as S12 connection type and 425A, and for Dm optimum variable levels were found as S12 connection type and 400A. For the AH36-AISI 316L steel and stainless steel pairs, the most important variable on the ÇD was the connection type, while the most important variable on the Dm was found as the current value. The optimum variable levels for ÇD were determined as S7 connection type and 400A, and for the Dm the optimum variable levels were determined as SS connection type and 450A. For the AISI 316L-AISI 316L stainless steel pairs, the most important variable on the both ÇD and Dm is the connection type. The optimum variable levels for ÇD were determined as SS connection type and 450A, while the optimum variable levels for Dm were determined as SS connection type and 400A.