TIG kaynak yöntemi ile bırleştirilen AISI316 kalite paslanmaz çeliğin dayanımı üzerine bir çalışma
A study on the strength of AISI316 quality stainless steel combined with TIG welding method
Yazar: AYBERK ERDEM
Danışman: DOÇ. DR. RECEP DEMİRSÖZ
Karabük Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Çelik ve çelik türevi malzemeler günümüz teknolojisinde ve endüstrisinde oldukça yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu çeliklerin birçok çeşidi mevcut olup bunlardan bir tanesi de paslanmaz çeliklerdir. Paslanmaz çelikler martenzitik, östenitik, ferritik, dubleks ve çökelme sertleşmesi uygulanabilen paslanmaz çelikler olarak beş ana başlıkta yer almaktadır. Paslanmaz çeliklerin başlıca özelliği diğer çelik türlerine kıyasla korozyon dirençlerinin yüksek olmasıdır. Paslanmaz çeliklerin kullanım alanları, mutfak araç gereçleri, gıda sektörü, kimya sektörü, buhar kazanı ve fırınlar, petrol tesisleri, aks, mil, hidroelektrik santralleri, otomotiv sektörü, kesici takım imalatı ve pompalardır.

Paslanmaz çeliklerin kullanıldığı uygulamalarda birleştirme yöntemi olarak kaynak uygulaması seçilmesi durumunda çevresel şartlar büyük önem arz etmektedir. Bu birleştirme uygulaması sırasında yanlış yöntem ya da parametreler kullanıldığında hatalar meydana gelebilmekte ya da istenen kaynak kalitesi ve dayanımı sağlanamamaktadır. Yapılan bu çalışmada ana malzeme olarak AISI 316 kalite paslanmaz çelik kullanılmış olup TIG (Tungsten Inert Gas) kaynak yöntemi uygulanmıştır. Bu kaynak yöntemi üç farklı kaynak akım değeri (85, 90 ve 100 amper), üç farklı koruyucu gaz basınç değeri (12, 13 ve 14 bar) ve üç farklı kalitede ilave tel (AISI 308, AISI 309 ve AISI 316 kalite) kullanılarak gerçekleştirilmiştir. TIG kaynak yöntemi kullanılarak gerçekleştirilen kaynak işlemi sonucunda her numune çekme-akma testine tabi tutulmuş olup mikrosertlik değerleri ölçülmüştür. Yapılan mikrosertlik ölçümlerinin sonuçlarına bakıldığında, ana malzemeden kaynak bölgesine doğru ilerledikçe (ilerleme sırası ana malzeme, ITAB bölgesi ve kaynak bölgesi) mikro sertlik sonuçlarında azalma olduğu ve çekme-akma testleri sonucunda TIG kaynağı ile birleştirilmiş malzemelerin kaynak bölgelerinden koptuğu belirlenmiştir. Kaynak akım değeri ve kaynak koruyucu gaz değeri arttıkça malzemelerin çekme ve akma dayanımlarının azaldığı belirlenmiştir. İlave teller ve kaynakların sağlamlığı ilişkisi incelendiğinde ise AISI 309L kalite ilave tel kullanılarak yapılan kaynağın çekme ve akma dayanımları en yüksek, AISI 308L kalite ilave tel kullanılarak yapılan kaynağın çekme ve akma dayanımları ise en düşük olarak tespit edilmiştir.

Abstract:
Steel types are widely used in today's technology and industry. There are many types of these steels and one of them is stainless steels. Stainless steels are classified under five main headings as martensitic, austenitic, ferritic, duplex and precipitation hardening stainless steels. The main feature of stainless steels is their high corrosion resistance compared to other types of steel. Usage areas of stainless steels are kitchen tools, food industry, chemical industry, steam boilers and ovens, petroleum facilities, axles, shafts, hydroelectric power plants, automotive industry, cutting tool manufacturing and pumps. Environmental conditions are of great importance if welding is chosen as the joining method in applications where stainless steels are used. If wrong methods or parameters are used during this joining application, errors may occur or the desired weld quality and strength cannot be achieved. In this study, AISI 316 quality stainless steel was used as the main material and TIG (Tungsten Inert Gas) welding method was applied. This welding method was carried out using three different welding current values (85, 90 and 100 amps), three different shielding gas pressure values (12, 13 and 14 bar) and three different quality additional wires (AISI 308, AISI 309 and AISI 316 quality). As a result of the welding process using TIG welding method, each specimen was subjected to tensile-flow test and microhardness values were measured. Looking at the results of the microhardness measurements, it was determined that the microhardness results decreased as it progressed from the base material to the weld zone (advance order of the base material, the ITAB zone and the weld zone), and as a result of the tensile tests, the materials joined by TIG welding broke off from the weld zones. It has been determined that the tensile and yield strengths of the materials decrease as the welding current value and the welding shielding gas value increase. When the relationship between the additional wires and the strength of the welds is examined, the tensile and yield strengths of the weld made using AISI 309L quality additional wire were found to be the highest, and the tensile and yield strengths of the welding made using AISI 308L quality additional wire were the lowest.