Koruyucu gaz kaynağında karışım oranları ve gaz yönlendirme türlerinin kaynak dikişinde ortaya çıkardığı farklılıkların araştırılması
Researching varieties in welding bead caused by shielding gas mixture rates and guiding types in gas metal arc welding
Yazar: TOLGA MERT
Danışman: PROF. NURULLAH GÜLTEKİN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2012
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Distorsiyon = Distortion ; Kaynak = Welding ; Koruyucu gazlar = Shielding gases ; Makroyapı = Macrostructure ; Maliyet hesabı = Cost account ; Mikroyapı = Microstructure

Özet:
Gazaltı kaynağında kaynak telinin ve koruyucu gazın türünün kaynak metalinin bileşimine ve mekanik özelliklerine etkisi çok büyük olmaktadır. Günümüzde, farklı koruyucu gazların olumlu özelliklerinden istifade etmek ve koruyucu gazdan elde edilecek faydayı artırmak amacıyla karışım gazları kullanılmaktadır. Koruyucu gazların alternatif yollarla ve çift kanallı torçta koruyucu gazların birbirine karışmadan ve bağımsız şekilde kaynak bölgesine gönderilmesi fikri çeşitli araştırmacılar tarafından incelenmiştir. Pahalı olan soygazların daha az ama yeter bir miktarda gönderilerek istenen ark karakteristiklerinin elde edilebileceği ve ucuz koruyucu gazların ise arkın dış atmosferle bağlantısını kesmek için kullanılabileceği fikri ile kaynak metalinden beklenen mekanik ve fiziksel özelliklerin karşılanabileceği düşünülmüştür.Geleneksel gazaltı kaynağındaki araştırmaların yanında, bazı araştırmacılar da koruyucu gazların alternatif şekilde beslendiği gazaltı kaynak proseslerini ve bu proseslerin bazı açılardan geleneksel gazaltı kaynak yöntemlerine kıyasla farklılıklarını bildirmişlerdir. Alternatif koruyucu gaz yönlendirmeleri ve MIG/MAG kaynağında çift kanallı koruyucu gaz besleme ile ilgili yapılan çalışmalarda, farklı gaz miktarları ile elde edilen ark transfer modları, kaynak dikişinin mukavemet ve tokluk değerleri, dikişteki gözenek miktarı ile iç ve dış nozullarda biriken çapaklar, kaynak hızları ve dikişlerin makro yapıları değerlendirilmiştir. Bu çalışmada, çift kanallı gazaltı kaynak torcu tasarlanarak imal edilmiş olup, ana malzemeler olarak ise S235JR düşük karbonlu çelik ve X2CrNi189 ostenitik paslanmaz çelik malzeme seçilmiştir. Bu ana malzemelere masif ve özlü tel elektrotlarla hem karışım gazıyla hem de çift kanallı torç ile kaynak yapılmış ve mukavemet değerleri ile açısal çarpılma (distorsiyon) değerleri ölçülmüştür. Ayrıca her iki proses arasındaki farklar makro ve mikro boyutta kaynak dikişi ve ITAB incelemeleri ile de ortaya konulmaya çalışılmış ve sonuçlar termal kameradan elde edilen sıcaklık verileri ile ilişkilendirilmeye çaba gösterilmiştir. Bunun yanında çift kanallı gaz yönlendirmesi yöntemi ile geleneksel karışım gazı yönteminin maliyet analizlerinin yapılarak, her iki yöntemin kaynak maliyetleri arasındaki farklar somut olarak ortaya konulmuştur.

Abstract:
The effect of welding wire and shielding gas type in gas metal arc welding on weld metal composition and mechanical properties is very significant. Today, in order to take advantage of positive features of different shielding gases and improve the benefit that will be gained from the shielding gas, mixture of shielding gases is used. The idea of supplying shielding gases independently and concentrically by alternative means and supplying shielding gases in double channel gas metal arc welding torch without mixing, has been studied by some researchers. It has been thought that mechanical and physical properties that are demanded from weld metal might be satisfied by feeding expensive inert gases in a little amount but sufficiently, to obtain desired arc characteristics and using cheap shielding gases to block the interaction of the arc with its surrounding atmosphere. Besides research in conventional gas metal arc welding process, some researchers have studied gas metal arc processes in which shielding gases are supplied alternatively and reported the differences of these processes in some aspects compared to conventional gas metal arc welding. In supplying shielding gases alternatively and double channel shielding gas supply in MIG/MAG welding studies, arc transfer modes, strength and toughness of weld seam, porosity in weld seam, spatter loss in inner and outer nozzles, welding speeds and macrographs of weld seams have been evaluated. In this study, double channel gas metal arc welding torch has been designed and manufactured. Base metals that will be used in this study are S235JR low carbon steel and X2CrNi189 austenitic stainless steel. Welding will be carried on these materials with solid, flux and metal cored wires not only with mixtures gases using torch but also double channel torch and after that strength of weld metal, angular distortion of the welding assembly will be measured. In addition to that, the differences between these two processes will be introduced by macro and micro examination of weld metal and HAZ and the results will try to correlate temperature data that will be obtained from a thermal camera. Furthermore, cost analyses for double channel shielding gas guiding process and conventional mixture gas process will be realized and cost differences between these two processes will be introduced perceptibly.