AW 5083-H111 ve AW 6082-T651 alüminyum alaşımlarının sürtünme karıştırma (FSW) ve robotik CMT-MIG kaynak yöntemleri ile kaynağında mekanik ve metalürjik özelliklerin incelenmesi
Investigation on mechanical and microstructural properties of FSW and robotic CMT-MIG welded AW 5083-H111 and AW 6082-T651 aluminium alloys
Yazar: BEYTULLAH GÜNGÖR
Danışman: PROF. DR. ERDİNÇ KALUÇ
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Gemi yapım endüstrisinde yoğun olarak kullanılan EN AW 5083-H111 ve EN AW 6082-T651 alüminyum alaşımlarının kaynaklı bağlantı performansları incelemek maksadıyla bu iki alaşım eş ve farklı alaşım çiftleri olarak birleştirilmiştir. Kaynaklarda kullanılan levhaların kalınlıkları 6 mm olarak seçilmiştir. Kaynak yöntemleri olarak 1991 yılında İngiliz Kaynak Enstitüsü tarafından geliştirilen ve bir katı faz kaynak yöntemi olan sürtünme karıştırma kaynağı (FSW) ile 2004 yılında Fronius/Avusturya tarafından geliştirilen soğuk metal transferi (CMT) tekniğine sahip ergitme esaslı MIG kaynağı kullanılmıştır. FSW uygulaması, H13 takım çeliğinden 8 mm çapında 5,7 mm boyunda pim ve 20 mm omuz çapında üretilen takım 1250 devir/dakika dönme hızı sabit olmak üzere 36 mm/dakika ve 64 mm/dakika ilerleme hızı parametreleri uygulanarak yapılmıştır. Robotik CMT-MİG uygulamasının kaynak parametreleri ise kaynak akımı 194 ± 5 A, kaynak voltajı 19.5 ± 1 V, kaynak ilerleme hızı 0,4 m/dak ve tel besleme hızı 11 ± 0.2 m/dk olarak belirlenmiş, 1,2 mm çapında ER5183 tel elektrod kullanılmıştır. Elde edilen kaynaklı bağlantıların mekanik ve mikro yapı özellikleri incelenmesi maksadıyla; kaynaklı bağlantılardan çıkarılan numunelere çekme, eğme ve yorulma deneyleri uygulanmış, kırılma yüzeyleri ışık ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile analiz edilmiştir. Bağlantıların kaynak bölgelerinden alınan numuneler mikroskobik ve makroskobik olarak incelenmiş, mikro sertlik taraması yapılmıştır.
Bu çalışma sonucunda alüminyum ve alüminyum alaşımların kaynağında üstün özellikler sunan FSW kaynağına eş hatta daha iyi mekanik özellikler sunan CMT-MİG yönteminin FSW yöntemine önemli bir alternatif olabileceği sonucuna varılmıştır
Anahtar Kelimeler : AW5083 ve AW6082 Alüminyum Alaşımları, Mekanik ve Metalürjik Özellikler, Sürtünme Karıştırma Kaynağı (FSW), Soğuk Metal Transferi Tekniğine Sahip MİG (CMT-MİG) Kaynağı, Yorulma

Abstract:
EN AW 5083-H111 and EN AW 6082-T651 aluminum alloys that are mostly used in shipbuilding industry were welded as the same and different alloy pair for the purpose of investigating performance of weldment. 6 mm thick plates were selected in weldments. Friction stir welding (FSW), solid state process and invented by TWI in 1991, and MIG that uses cold metal transfer (CMT) technology, a fusion welding and invented by Fronius/Austria in 2004 were used in this study. H13 tool steel were used for tool and tool dimensions are 8 mm diameter pin that has 5.7 mm height, 20 mm for shoulder diameter. Parameters used in FSW are 1250 rpm tool rotation speed, and 36 mm/min and 64 mm/min welding speeds. Parameters for Robotic CMT-MIG are 194 ± 5 A welding current, 19.5 ± 1 V welding voltage,0.4 m/min welding speed, 11 ± 0.2 m/min wire feed rate and 1.2 mm diameter ER5183 wire used as an electrode. Specimen were extracted from all weldments for the investigation of welded plate?s microstructure and mechanical properties. Tensile, bend, and fatigue testing were applied to specimens. Fracture surface of fatigue tes specimens were examined using scanning electron microscope. For investigating microstructural properties of weld zones, specimens were extracted from welded joints. These metallographic specimens were investigated by optic microscope and were measured for micro hardness properties.
In this study, it has been observed that CMT-MIG welding provides same and better properties as FSW that provided good welding properties in aluminum and aluminum alloys in last 20 years and CMT-MIG welding can be serious alternative to FSW.
Key Words: AW5083 and AW6082 Aluminum Alloys, Mechanical and Microstructural Properties, Friction Stir Welding (FSW), MIG Welding with Cold Metal Transfer (CMT-MIG) Technology, Fatigue