Elektron ışın kaynağı birleştirilmiş iki farklı çelik malzemenin kaynak bölgesinin incelenmesi
Investigation of weld zone in the jointed two dissimilar steel materials by electron beam welding
Yazar: ADNAN ÇALIK
Danışman: PROF.DR. REMZİ VAROL
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2004
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
ivÖZETBu çalışmada, ostenitik paslanmaz çelik (AlSI 316) ve düşük alaşımlı (AISI 4140) ıslahçeliğinin elektron ışın kaynağı ile birleştirilmesinde, farklı kaynak parametrelerininkaynaklanabilirlik ile kaynak bölgesinin mekanik ve metalurjik özelliklere etkisiincelendi. Elektron ışın kaynağı ile yapılan kaynaklı birleştirme deneyleri sonucunda, enuygun elektron ışın kaynağının, 50 kV, 6 mA, 508 mm/dk ve 0.354 kJ/mm kaynakparametrelerinde gerçekleştiği belirlendi.Bu kaynaklı birleştirmelerin sonucunda, numunelerin ne oranda kaynak edilebildiğininanlaşılması amacıyla metalografik ve mekanik deneyler uygulandı. Metalografikolarak, optik mikroskop ve SEM ile kaynak bölgesi incelendi. EDS analizleriyapılarak birleştirilen malzeme çiftinin, kaynak bölgesindeki elementlerin dağılımı ve XRay analizleri de yapılarak birleştirilen malzeme çiftinin, kaynak bölgesindeki fazyapıları belirlendi. Bu sonuçlar kullanılarak, kaynak bölgesinde oluşan intermetalikfazlar ile fazlar, faz diyagramları (Schaeffler, Üçlü denge diyagramı, Delong ve WRC-92)yardımıyla belirlendi.Kaynak bölgesinin mekanik özelliklerini belirlemek amacıyla da mikrosertlik, çekme,yorulma, çentikli ve çentiksiz darbe deneyleri uygulandı. Kaynak bölgesinde oluşan artıkgerilmeler ise `Delik Delme' yöntemi uyarlanarak incelendi. Elde edilen sonuçlarla; kaynakbölgesinde, kaynak parametrelerinin kaynaklanabilirlik ile mekanik ve metalurjik özelliklerüzerindeki etkileri tartışıldı.Sonuç olarak, farklı metaller (AISI 316-AISI 4140) elektron ışın kaynağı ilebirleştirilebilir.ANAHTAR KELİMELER : Elektron Işın Kaynağı, Farklı Metallerin Kaynağı,Kaynaklanabilirlik, Kaynak Bölgesi, Isı Tesiri Altındaki Bölge

Abstract:
vABSTRACTIn this study, the effects of different welding parameters are investigated forweldability, mechanical and metallurgical properties of welding zone, in the joiningof austenitic stainless steel (AISI 316) with low alloy steel (AISI 4140) by the meansof electron beam welding. The result shoved that, the most suitable electron beamwelding parameters are 50 kV, 6 mA, 508 mm/min and 0.36 kJ/mm of input energy.At the end of weld joined, weldability tests and metallographic and mechanical testswere applied to specimens to examine the quality of electron beam welding. Thewelding zone was investigated with optical microscope and scanning electronmicroscopy (SEM). The phase distributions of elements of the welding zone weredetermined with energy dispersive spectrometry (EDS) analysis. The phasestructures in the welding zone of dissimilar materials were examined with X-raydiffraction techniques. Possible intermetallic phases and phases which occurs inwelding zone were determined by phase diagrams (Schaeffler, Tristable phasediagram and WRC-92 diagram).To specify the mechanical properties of welding zone following test applied. Theseare microhardness, tensile, fatigue, charpy unnotched and charpy V notched impacttests. In this study, the residual stresses were also examined by using Hole-drillingmethod. Finally the effects of welding parameters on weldability and mechanical andmetallurgical properties of welding zone were investigated with the obtained results.The results showed that, dissimilar metals (AISI 316-AISI 4140) can be joined withelectron beam welding.KEYWORDS: Electron beam welding, Dissimilar metals welding, Weldability,Welding zone, Heat affected zone.