Alfa pirinç sacların sürtünme karıştırma kaynak özellikleri
Friction stir welding properties of alpha brass plates
Yazar: İNAN GEÇMEN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. ZARİF ÇATALGÖL
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metal Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: Teknik Eğitim = Technical Education

Özet:
Sürtünme karıştırma kaynağı geleneksel ergitme kaynak yöntemleri ile birleştirilmesi zor olan  yüksek alaşımlı alüminyum malzemelerin kaynağı için 1991 yılında merkezi İngiltere'de bulunan Kaynak Enstitüsü (TWI, UK) tarafından keşfedilen bir katı hal birleştirme yöntemidir. Yöntem, alın alına sabitlenmiş iki levhaya yüksek devirde dönen omuzlu bir pimin daldırılması ve kaynak yapılmak istenen uzunluk boyunca belirli bir hızda ilerletilmesinden ibarettir. 
Bu çalışmada MS 63(CuZn63) levhalar üç farklı takım dönme hızında(1040,1500,2080 dev/dak.), dört farklı takım ilerleme hızında (30,45,75,113 mm/dak.) ve 2 farklı uç geometrisine (konik dişli ve konik dişsiz) sahip takım kullanılarak birleştirilmiştir. Tüm kaynaklarda takıma yaklaşık  2° 'lik eğim açısı verilmiştir. SKK tekniği ile birleştirilen MS 63(Cu63Zn37) levhaların, mekanik özelliklerini belirlemek amacıyla çekme, eğme, mikro sertlik ve Erichesen çökertme  testleri yapılmıştır. Mikroyapı karakterizasyonu çalışmalarında optik mikroskop, SEM ve EDS analiz tekniklerinden yararlanılmıştır. Kaynak bölgesinde muhtemel oluşabilecek fazların belirlenmesi amacıyla XRD karakterizasyonu yapılmıştır.
Deneysel çalışmalar sonucunda yapılan radyografik inceleme de iç yapıda hatasız kaynak dikişleri elde edildiği görülmüştür. Makroyapı incelemesinde MS 63(CuZn63)  levhaların alın alına başarılı bir şekilde birleştirilebildiği ve bunun sonucunda mikroyapıda ana metal, termomekanik olarak etkilenen bölge(TMEB), ısı tesiri altındaki bölge (ITAB) ve karışım bölgesi olmak üzere dört bölge oluştuğu tespit edilmiştir. Her iki takım ile de yapılan birleştirmelerde artan takım dönme hızında bağlı olarak mukavemet değerlerinde artış olduğu ve artan takım ilerleme hızına bağlı olarak karışım bölgesinde tane incelmesi meydana geldiği  belirlenmiştir. Takım aşınma miktarı, mukavemet ve % uzama değerleri göz önüne alındığında en yüksek verimin konik dişsiz takım ile 1040/113 paremetresinde elde edilmiştir.

Abstract:
Friction stir welding (FSW) is a welding method which has been invented to join  high alloyed aluminium alloys which are difficult to weld with conventional fusion welding methods. This conventional method is a solid state joining process; which has been discovered at the Welding Institute located that in the center of England (TWI, UK) in 1991. This method basically depends on a rotating tool with a pin and shoulder which is submerges and moves all along the joint zone of two fixed work pieces.
Within this research MS 63 (CuZn63) plates were welded with three different rotating speeds (1040, 1500, 2080 rev/min), with different travel speeds (30, 45, 75, 113 mm/min) and two different tool geometries (with and without conical screw). The tilt angle for all welds was maintained at approximately 2˚. The Bending, tensile, micro hardness and Erichsen cupping tests were applied to evaluate the mechanical properties of the friction stir welded of MS 63 (CuZn37) plates. SEM&EDS and optical microscope analysis techniques used for microstructure characterization. XRD characterization test was applied to determine the phases which  occured at the welding zone. 
Radiographic testing of experimental studies showed that no indication observed at the welded seams. Macrostructure exeminations showed that MS 63 (CuZn63) plates were butt welded successfully and four different sections have been occured as based metal, thermo-mechanically affected zone (TMEB), heat affected zone (HAZ) and friction zone in microstructure. Both joints which performed by two different types of tools showed that increasing rotation speed improved the tensile properties and increasing rotation speed caused finer grain structure at friction zone. The amount of tool wear, strength and percentage elongation rates comparison showed that highest efficiency had been obtained with 1040/113 parameters and tool without conical screw.