Çelik yapılarda kullanılan T profilin kaynaklı imalatında oluşan açısal distorsiyonların optimizasyonu
Optimization of angular distortions in welded manufacture of T profile used in steel structures
Yazar: İLHAN YİĞİT
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ SERKAN APAY
Düzce Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: MAG kaynak arkı = MAG welding ; Tasarım optimizasyonu = Design optimization

Özet:
Deprem kuşağı üzerinde yer alan ülkemizde, çelik yapıların kullanım alanları ve sıklığı artmakta ve önem kazanmaktadır. Çelik yapı; taşıyıcı sistemlerin çelikten üretildiği, çoğunlukla fabrika binaları, spor tesisleri, depo ve atölyelerin imalatında kullanılan, geniş açıklıklara ve yüksekliğe sahip sistemlerdir. Çelik yapılar diğer taşıyıcı sistemlere göre üstün mekanik özelliklere, statik yeteneklere ve uygulama kolaylığına sahiptir. Çelik yapıların imalatında genellikle kaynaklı imalat yöntemleri tercih edilmektedir.

Kaynaklı imalat işlemleri kullanılarak birleştirilen parçalar işlem esnasında ısınma ve soğuma çevrimlerine maruz kalırlar. Isı etkisinin şiddetine, malzemelerin mekanik özelliklerine ve çelik yapının biçimine bağlı olarak ısınan parçaların genleşmesi çevresindeki soğuk bölge tarafından engellenir. Bu engellemeler, kaynak yöntemlerinde birbirini takip eden ısınma ve soğuma süreçleri, metal malzemede artık gerilme, kalıcı şekil değişimi ve distorsiyon gibi problemlere neden olmaktadır. Birleştirme sırasında oluşan gerilmeler ve distorsiyonlar, son ürünün boyutsal toleransların dışına çıkmasına neden olacağı gibi,  yapısal elemanlarda ikinci mertebe etkilerinin artmasına, dinamik yükler altında çalışan elemanlarda da yorulma dayanımında düşmelere neden olur. Bu negatif etkenlerin yön ve miktarlarının önceden belirlenmemesi durumunda düzeltmeye ihtiyaç duyulur. Bu düzeltmeler malzeme sarfiyatı, işçilik maliyetlerinin artmasına ve zaman kayıplarına sebep olmaktadır.

Bu çalışma kapsamında, S355J2+N malzemesinin T profil olarak kaynaklı birleştirilmeleri MAG kaynak yöntemiyle yapılmıştır. Deneysel çalışmalarda ilerleme hızları ve akım değerleri de farklı olarak uygulanmış, yapıda oluşacak distorsiyon üzerine etkileri incelenmiş ve Taguchi Optimizasyon metodu uygulanarak optimum çarpılma değerlerini belirlemiştir. Malzemenin farklı kaynak parametreleriyle kaynaklı birleştirilmeleri yapılmış ve oluşan açısal distorsiyonların en aza indirilmesi amaçlanmıştır.

Abstract:
In our country, which is located on the earthquake zone, the usage areas and frequency of steel structures are increasing and gaining importance. Steel structure; these systems are widely used in the production of factory buildings, sports facilities, warehouses and workshops. Steel structures have superior mechanical properties, static capabilities and ease of application compared to other bearing systems. Welded manufacturing methods are generally preferred in the production of steel structures. 

Parts assembled using welded manufacturing processes are subjected to heating and cooling cycles during the process. Depending on the intensity of the heat effect, the mechanical properties of the materials and the shape of the steel structure, the expansion of the heated parts is prevented by the surrounding cold zone. These interferences cause successive heating and cooling processes, residual stress in metal materials, permanent deformation and distortion in welding methods. Stresses and distortions that occur during joining will cause the product to go out of dimensional tolerances as well as increase the second order effects in structural elements and decrease in fatigue strength of the elements working under dynamic loads. If the direction and amounts of these negative factors are not determined in advance, correction is needed. These corrections lead to an increase in material consumption, labor costs and time losses.

In this study, welded joints of S355J2 + N material as T profiles were made by MAG welding method. In the experimental studies, the velocities and flow values were applied differently. Welded joints of the material with different welding parameters have been made and it is aimed to minimize the angular distortions.