Gemi yapımında kullanılan çelik malzemelerin kaynaklanabilirliğinin iyileştirilmesi
Improving the weldability of steel materials used in ship building
Yazar: RAMAZAN BOZ
Danışman: DOÇ. DR. ZEYNEP TAŞLIÇUKUR ÖZTÜRK
Milli Savunma Üniversitesi / Atatürk Stratejik Araştırmalar ve Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Makine Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Türk Deniz Kuvvetlerinin mayın karşı tedbirleri ihtiyacını karşılamak maksadıyla Almanya'da bulunan Lürssen ve Abeking&Rasmussen firmalarının iş birliği ile İstanbul Tersanesi Komutanlığında inşa edilen Aydın Sınıfı Mayın Avlama Gemileri 15 yıldan uzun süredir Türk Deniz Kuvvetleri envanterinde bulunmaktadır. 
Bu Mayın Avlama Gemileri diğer gemilerden farklı olarak östenitik paslanmaz çelikten inşa edilmiştir. Bu çeliğin, mayın avlama gemilerindeki kullanım nedenleri, deniz suyunun korozyonuna karşı dayanıklı olması, yüksek akma noktası ve manyetik olmayan yapıya sahip olmasıdır.
Bu çalışmada, gemi inşasında daha geniş kullanım alanına sahip, diğer kaynak yöntemlerinden daha çok kullanılan Tungsten Inert Gas (TIG) ve Metal Inert Gas (MIG) kaynak yöntemlerine ait kaynak parametrelerinin optimizasyonu için deneysel çalışmalar yapılarak sonuca varılmaya çalışılmıştır. Kaynak öncesi, kaynak sırasında ve kaynak işlemi sonrasında yapılan çalışmalar kaynağın mekanik ve mikroyapısal olarak kalitesini güçlü yönde etkilemektedir. Seçilen kaynak yöntemi, kullanılan deney malzemesi ve diğer şartlara bağlı olarak akım değeri, manipülasyon açısı, kaynak ağzı biçimi, kaynak hızı, kaynak pozisyonu gibi parametrelerin en iyi düzeyde seçilmesi gerekir. Bu çalışmada kaynak akımının kaynak kalitesine etkisi incelenmiştir. Bu çalışmada 2,5 mm kalınlığındaki DIN EN 1.3964 östenitik paslanmaz çeliğe en fazla kullanım alanına sahip TIG ve MIG kaynak yöntemleri farklı parametrelerde uygulanmıştır. Kaynakla birleştirilen malzemelere çekme deneyi, sertlik ölçümü ve mikroyapı incelemesi yapılmıştır. Sertlik deneyi sonuçlarına göre, genellikle en yüksek sertlik değeri ana metalde ölçülmüştür. Ana malzemenin ITAB ve kaynak metalinden daha yüksek sertlikte olduğu gözlenmiştir. TIG kaynağı numunelerinin çekme deneyi sonuçlarına göre kırılmalar en çok ITAB bölgesinin dışında ana metalde meydana gelmiştir. TIG kaynağı numunelerinin çekme deneyi sonuçları incelendiğinde kopmalar en çok kaynak bölgesinde meydana gelmiştir. Mikroyapı görüntüleri incelendiğinde kaynak bölgelerinde az sayıda gözenek oluştuğu, tane sınırlarında kolonsal bir yapının oluştuğu gözlenmiştir.
TIG kaynağı ile birleştirilmesinde en iyi parametre değerinin akımın 70 amper, koruyucu gaz akış basıncının ise 10 l/dk olduğu, MIG kaynağı ile birleştirilen numunelerde ise en iyi parametre değerinin akımın 126 amper, voltajın 22 volt olduğu belirlenmiştir.
DIN EN 1.3964 östenitik paslanmaz çeliğin belirlenen parametreler ile kaynağında mekanik ve mikroyapı özelliklerinin iyi çıkmaması krom-karbür çökelmesi diye adlandırdığımız kaynak hatasından olabileceği düşünülmektedir.

Abstract:
Aydın Class Mine Hunting Ships, which were built at the Istanbul Shipyard Command with the cooperation of Lürssen and Abeking & Rasmussen companies in Germany in order to meet the mine countermeasures needs of the Turkish Naval Forces, have been in the inventory of the Turkish Naval Forces for more than 15 years.
These Mine Hunting Ships, unlike other ships, are constructed of austenitic stainless steel. The reasons for using this steel in mine hunting ships are that it is resistant to corrosion of sea water, has a high yield point and has a non-magnetic structure.
In this study, an attempt was made to reach a conclusion by conducting experimental studies to optimize the welding parameters of Tungsten Inert Gas (TIG) and Metal Inert Gas (MIG) welding methods, which have a wider usage area in shipbuilding and are used more than other welding methods. The work done before, during and after the welding process strongly affects the mechanical and microstructural quality of the weld. Depending on the selected welding method, the test material used and other conditions, parameters such as current value, manipulation angle, welding bevel shape, welding speed and welding position must be selected at the best level. In this study, the effect of welding current on weld quality was examined. In this study, TIG and MIG welding methods, which are the most widely used, were applied to 2,5 mm thick DIN EN 1.3964 austenitic stainless steel with different parameters. Tensile testing, hardness measurement and microstructure examination were performed on the materials joined by welding. According to the hardness test results, the highest hardness value was generally measured in the base metal. It was observed that the main material had a higher hardness than the HAZ and weld metal. According to the tensile test results of TIG welding samples, the fractures mostly occurred in the base metal outside the HAZ zone. When the tensile test results of TIG welding samples were examined, ruptures mostly occurred in the welding area. When the microstructure images were examined, it was observed that a small number of pores were formed in the weld areas and a columnar structure was formed at the grain boundaries.
It was determined that the best parameter value for samples joined with TIG welding was 70 amps of current and 10 l/min of protective gas flow pressure, and the best parameter values of samples joined with MIG welding were 126 amperes of current and 22 volts of voltage. It was determined that the best parameter value for samples joined with TIG welding was 70 amps of current and 10 l/min of protective gas flow pressure, and the best parameter values of samples joined with MIG welding were 126 amperes of current and 22 volts of voltage.
It is thought that the mechanical and microstructural properties of DIN EN 1.3964 austenitic stainless steel not being good when welded with the determined parameters may be due to the welding defect we call chromium-carbide precipitation.