Alüminyum alaşımlarının sürtünme karıştırma kaynağında kaynak parametrelerinin dikiş kalitesine etkileri
Effects of welding parameters on seam quality in friction stir welding of aluminum alloys
Yazar: HALİL GÖKHAN ŞANSEVEN
Danışman: DOÇ. DR. TOLGA MERT
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / İmal Usulleri Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Alüminyum son dönemlerde endüstride en çok kullanılan metallerden birisidir. Özgül ağırlığının düşük olması, iyi bir korozyon direncine ve görece uygun maliyet ile mukavemete sahip olması nedeniyle ağırlık azaltmanın önemli olduğu sektörler başta olmak üzere pek çok endüstri kolunda kendine yer bulabilmektedir. Alüminyumun kaynağında birçok yöntem kullanılabilmekle beraber alüminyumun yüksek ısıl iletkenliği, ergitme esaslı kaynak yöntemlerinde enerji ihtiyacını arttırmakta ve bu da maliyetin yükselmesine sebep olmaktadır. Ayrıca alüminyumun oksijene olan ilgisi sebebiyle ergimiş bölgenin hava ile teması kaynak dikiş kalitesini olumsuz etkileyeceğinden argon gibi soy bir gaz ile bu temasın engellenmesi gerekliliği ortaya çıkmaktadır. Sürtünme karıştırma kaynağı (SKK), diğer kaynak yöntemlerine kıyasla görece daha yeni, ihtiyaçları karşılayabilecek bir yöntem olarak ortaya çıkmıştır. Sürtünme karıştırma kaynağı, kaynak edilecek parçaların sabit tutulduğu, özel bir takımın yüksek devirlerde döndürülürken malzeme içine daldırıldığı, sürtünme sayesinde oluşturulan ısı ve mekanik olarak dışarıdan uygulanan baskı kuvvetiyle ergime olmaksızın birleştirmenin sağlandığı bir katı hal kaynak yöntemidir. Bu çalışmada 6 mm kalınlığında 5754 H111 serisi alüminyum sacdan parçalar, DIN 2344 sıcak iş takım çeliğinden imal edilen özel geometrili takım yardımıyla alın alına kaynak edilmiştir. Kaynak parametresi olarak farklı takım devirleri seçilmiş (500, 1000, 1400 dev/dak) ve farklı takım ilerleme hızlarında (112, 210, 270 mm/dak) kaynak işlemleri gerçekleştirilmiştir. Daha sonra kaynak edilen parçalara çekme ve mikro sertlik testleri yapılarak kaynak dikişinin mekanik dayanımı değerlendirilmiştir.

Abstract:
Aluminum is one of the most widely used metals in the industry. It can be found in many industries especially in sectors where weight reduction is important because of its low specific gravity, good corrosion resistance and strength with relative low cost. Although many methods can be used in the welding of aluminum, the high thermal conductivity of aluminum increases the energy requirement in fusion based welding methods and this leads to an increase in the cost. In addition, because of the affinity of aluminum to oxygen, contact of the molten area with the air will affect the quality of the weld seam adversely. Therefore, a noble gas like argon has to be used to prevent this contact. As a relatively new welding method, Friction Stir Welding (FSW) has been developed to address these needs. Friction Stir Welding is a solid state welding process. In this process, parts to be welded are fixed and a special tool is penetrated into the parts when it rotates at high revolutions. In this way heat is generated by friction and mechanical force is applied externally at the same time. As a consequence, the parts coalesce with each other without melting. In this study, parts made of 5754 H111 series aluminum sheet of 6 mm thickness were welded with the help of a tool, which has a special geometry and made of DIN 2344 hot working tool steel. Different tool revolutions were selected as welding parameters (500, 1000, 1400 rpm) and the parts were welded with constant tool feed rate (112, 210, 270 mmpm). Then the welded parts were subjected to tensile and micro hardness tests in order to evaluate the mechanical strength of the weld seam were tested.