Otomotiv imalat sektöründe kullanılan çelik ile alüminyum alaşımı levhaların sürtünme karıştırma nokta kaynağı (SKNK) tekniği ile kaynak edilebilirliğinin incelenmesi
Investigation of friction stir spot weldability (FSSW)  of aluminum alloy with steel sheet used in the automotive industry
Yazar: MUSTAFA AKIN
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA KEMAL KÜLEKCİ
Mersin Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, sürtünme karıştırma nokta kaynağı (SKNK) kullanılarak DX51D+Z galvanizli çelik saç levha ile 6061 serisi alüminyum alaşımı saç levhanın kaynağı yapılmış ve kaynak değişkenleri seçilmiştir. Çelik ve alüminyum alaşımı bağlantıların kaynak performansları incelenerek ve mukayesesi yapılarak SKNK bağlantılar için uygun kaynak değişkenlerinin tayin edilmesi amaçlanmıştır. Bununla birlikte SKNK yöntemi ile elde edilen bağlantıların kaynak performansına etki eden kaynak değişkenlerinin etkileşimleri araştırılmıştır. SKNK ile elde edilen bağlantılarda mekanik özellikler ile kaynak bölgesinin mikro yapısı incelenmiştir.
Yapılan deneysel çalışmanın sonuçları DX51D+Z galvanizli çelik saç levha ile 6061 serisi alüminyum alaşımı saç levhanın kaynak edilebileceğini göstermiştir. Elde edilen kaynaklı bağlantıların kaynak bölgesinin sertlik taramasında baz malzemeye göre kaynak bölgesinde sertliğin düştüğü tespit edilmiştir.
Yapılan deneysel çalışmaların sonuçları SKNK işlemindeki devir sayısının mekanik özellikleri etkilediğini göstermektedir. Yüksek devirde elde edilen bağlantılarda uzamanın arttığı fakat maksimum çekme kuvvetinin azaldığı tespit edilmiştir. SKNK' da takımların dalma mesafelerinin artması ile çekme dayanımı değerleri artmıştır.
Alüminyum ve çelik alaşımı arasında kaynak esnasında bir bağın oluşup oluşmadığını incelemek amacı ile 7 numaralı numunenin kesitinde makro ve mikro yapı incelemeleri yapılmıştır. Yapılan incelemede metal alaşımların ara yüzeyinde intermetalik bağa rastlanmamıştır. Birleştirmelerin kaynak bölgesine ait makro ve mikro yapı görüntülerinde birleştirmelerin mekanik kilitlenme tarzında olduğu tespit edilmiştir.
SKNK uygulaması için 7 ve 8 deney numaralarına sahip numunelerin kaynağında kullanılan parametre seviyeleri optimal kaynak parametre seviyeleri olarak belirlenmiştir. Bu parametre seviyeleri; 1. 8 mm takım dalma mesafesi, 650 dev/dak ve 5sn kaynak süresinde en yüksek çekme dayanımı elde edilmektedir. 1. 8 mm takım dalma mesafesi, 860 dev/dak takım devri ve 5 sn kaynak süresinde en yüksek uzama elde edilmiştir.

Anahtar kelimeler: Kaynaklı birleştirme, Sürtünme kaynağı, Sürtünme karıştırma kaynağı, Sürtünme karıştırma nokta kaynağı (SKNK) (4 adet)

Abstract:
In this study, aluminum and steel alloy material had been joined by friction stir spot welding method (FSSW) and welding paramaters selected. Optimum welding parameters had been investigated and evaluated using experimental results of  FSSW joints' performance. Taking into the account the mechanical properties of welded joints optimum welding parameters had been identified for aluminum and steel alloy. Mechanical properties and microstructure of FSSW had been investigated. 
The results of experimental study show that DX51D+Z galvanised steel and 6061 aluminium alloy materials can be joined succesfully by FSSW process. It had been identified that the hardness of the weld zone of the joint is lower in the weld zone than  base alloy.
The results of the experimental studies showed that rpm of FSSW proses effected mechanical properties of the joints.  In higher rpm values ultimate tensile strenght of the joints decreases but strain increases.
 Ultimate tensile strenght of the FSSW joints incresed when tool pin height increased.
To investigate and identify interface bonding mechanism between steel and aluminum alloy macro and microstructure of the FSSW joints specimen wich numbered as 7 had been used. Intermetallic bonding had not seen in interface of welded metal alloys. Microstructure of the weld zone showed that sheet plates were joined with mechanical fastining rather than intermetallic joining. 
Results of experimental studies showed that the parameter levels used with the  samples 7 and 8 test numbers were determined as optimum source parameter levels. The highest ultimate tensile strength was obtained with 1.8 mm pin height, and 650 rpm. The highest elongation was obtained with 1.8 mm pin height and  860 rpm.

Keywords: Welded assembly, Friction welding , Friction stir welding, Friction stir spot  welding (4 keywords)