Fiber lazer kaynak yöntemi ile birleştirilen DP600 ve TRIP800 çeliklerinin mikroyapı ve mekanik özelliklerinin araştırılması
Investigation of the microstructural and mechanical properties of DP600 and TRIP800 steels welded by fiber laser welding method
Yazar: ELİF SELEN ATMACA
Danışman: PROF. DR. ADEM KURT
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, DP600 ve TRIP800 çelik malzemeler, 0 mm ve negatif odak mesafeleri ve farklı kaynak hızları kullanılarak fiber lazer kaynak yöntemi ile DP600 – DP600 ve TRIP800 – TRIP800 olacak şekilde kaynaklanmışlardır.  Kaynaklanmış numunelerin tamamının dikiş genişliği, krater genişliği ve krater uzunluğu ölçümleri ile birlikte, RT ve PT yöntemleri kullanılarak makro incelemeler yapılmıştır. Kaynak hızındaki artış ve odak mesafesi değişiminin dikiş genişliği, krater uzunluğu, krater genişliği ile kepte çökme miktarlarını etkilediği görülmüştür. Her iki malzeme grubu için 0 mm odak mesafesi kullanılan numunelerde kaynak hızındaki artışa bağlı olarak soğuma oranının artması nedeniyle alt ve üst saclardaki ITAB genişliği azalırken; negatif odak mesafesi kullanılan numunelerde lazer ışınının odaklanma geometrisine bağlı olarak soğuma profilinin değişmesinden kaynaklı üst sac ITAB genişliklerinde artış meydana gelmiştir. Tüm parametreler için kesme – makaslama testi sonucunda kaynak hızındaki artışa bağlı olarak hasarlanma bölgeleri kaynak havuzu bölgesine doğru kaymıştır. Kesme – makaslama testi sonucunda hem DP600 hem de TRIP800 numunelerinin kesme – makaslama kuvvet değerleri ile uzama miktarları azalan penetrasyon derinliği nedeniyle azalmış, kırık yüzey analizlerinde ise her iki malzeme grubunda da negatif odak mesafesi ve en yüksek kaynak hızı kullanılan numunelerde gevrek kırılma yüzeyi morfolojisi tespit edilmiştir. Yapılan mikroyapı ve mikrosertlik analizleri sonucunda DP600 malzemenin 0 mm odak mesafesi ile kaynaklanması ile elde edilen numunelerde mikroyapıda temel olarak ferrit, martenzit, lata martenzit, temper martenzit, temper beynit faz dönüşümleri nedeniyle sertlik değerlerinin arttığı görülmüştür. – 1,4 mm odak mesafesi kullanılarak kaynaklanan numunelerde ise karbür fazlarının oluşmasından kaynaklı olarak kaynak hızındaki artışa bağlı olarak sertlik değerleri azalmıştır. Benzer şekilde TRIP800 numuneleri değerlendirildiğinde ise 0 mm odak mesafesi kullanılan numunelerde temel olarak ferrit, kalıntı östenit, beynit, martenzit, östenit ve lata martenzit fazları tespit edilmişken; - 1,7 mm odak mesafesi kullanılan numunelerde martenzit ve beynit fazları içinde çökelen sementit fazları tespit edilmiştir. Her iki odak mesafesi için, kaynak hızındaki artışa bağlı olarak mikrosertlik değerlerindeki değişim ile oluşan mikroyapıların uyumlu olduğu görülmüştür.

Abstract:
In this study, DP600 and TRIP800 steels were welded as DP600 – DP600 and TRIP800 – TRIP800 by fiber laser welding method using 0 mm and negative focal lenghts and different welding speeds. Beam width, crater width and crater length measurements, RT and PT inspections done for all samples. It was observed that the increase in welding speed and the change in focus length affected the beam width, crater length, crater width and the amount of the shrinkage cavity. In the samples using 0 mm focal length for both material groups, the HAZ width in the both sheets decreased due to the increase in the cooling rate due to the increase in the welding speed; In the samples using negative focal length, there was an increase in the upper sheet HAZ widths due to the change of the cooling profile depending on the focusing geometry of the laser beam. As a result of the tensile shear test for all parameters, the damage areas shifted towards the weld pool area due to the increase in the welding speed, and tensile-shear force values and elongation values of both DP600 and TRIP800 samples decreased due to decreasing penetration depth and brittle fracture surface morphology was determined in the samples using negative focal lenght and the highest welding speed in both material groups. By virtue of the microstructure and microhardness analyzes, the hardness values of the samples obtained by welding DP600 material with a focal lengthof 0 mm increased mainly due to the phase transformations of ferrite, martensite, lath martensite, temper martensite, temper bainite. In the samples welded using - 1.4 mm focal lenght, the hardness values decreased due to the increase in welding speed due to the formation of carbide phases. Similarly, when TRIP800 samples are evaluated, ferrite, residual austenite, bainite, martensite, austenite and lath martensite phases were determined mainly in the samples using 0 mm focal length; Cementite phases precipitated in martensite and bainite phases were detected in samples using - 1.7 mm focal length. According to the microhardness results of the samples made with both focal lengths, it was observed that the microstructures formed with the increase in hardness values due to the increase in welding speed were compatible.