Grade A gemi sacının örtülü elektrod ark kaynak yöntemi ile su altı ve atmosferik şartlarda birleştirilmesi ve kaynaklı birleştirmelerin mekanik/mikroyapı özelliklerinin karşılaştırılması
Joining of Grade A ship steel through shielded metal arc welding method in underwater and atmospheric conditions and comparison of mechanical/microstructural properties of the joints
Yazar: KADİR İMDAT
Danışman: PROF. DR. NİZAMETTİN KAHRAMAN
Karabük Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, Grade A gemi sacı, örtülü elektrodla ark kaynak yöntemi ile, parafin kaplanmış E 6013 standardına sahip rutil örtü tipli elektrodla, atmosferik şartlarda ve su altında farklı derinliklerde birleştirilmiştir. Kaynaklı birleştirmelerin mekanik özelliklerini belirlemek için sertlik deneyi, çekme testi, çentik darbe testi ve eğme testi yapılmıştır. Ayrıca kaynak bölgesinde meydana gelen yapısal değişim ve dönüşümleri gözlemlemek için kaynaklı numuneler üzerinde mikroyapı çalışmaları gerçekleştirilmiştir.

Yapılan sertlik testleri sonucunda, en yüksek sertlik değerleri kaynak metalinden ölçülürken onu sırasıyla ısının tesiri altında kalan bölge (ITAB) ve ana malzeme takip etmektedir. Farklı sıcaklıklarda yapılan çentik darbe test sonuçlarına göre, atmosferik şartlarda birleştirilen numunenin su altı farklı derinliklerde birleştirilenlere göre daha iyi tokluk dayanımına sahip oldukları görülmüştür. Yapılan çekme testleri sonucunda, tüm numunelerde kopma ITAB'da gerçekleşmiş ve bütün bağlantı dayanımları, ana malzemeden düşük bulunmuştur. Eğme testleri sonucunda, göz ile yapılan muayenede herhangi bir çatlak, yırtık vb. hata görülmemiştir. Mikroyapı incelemelerinde ilk pasoların ince taneli izotrop, dış kapakları oluşturan son pasoların ise ince sütunsal taneli olduğu gözlenmiştir. Ayrıca su altında birleştirilen numunelerde hızlı soğumadan kaynaklı martenzitik dönüşüm olduğu mikroyapı incelemelerinde gözlenmiştir. 

Deney sonuçları genel olarak değerlendirildiğinde, su altı ark kaynak yöntemiyle birleştirilen numunelerin atmosferik şartlarda birleştirilen numuneye göre uzama değerlerinde yaklaşık % 30, çekmede ise yaklaşık % 12 daha düşük dayanım sergiledikleri gözlemlenmiştir. Ayrıca darbe deney sonuçlarına göre hem oda sıcaklığında hem de eksi sıcaklıklarda atmosferik şartlarda birleştirilen numunenin su altı farklı derinliklerde birleştirilenlere göre % 50 daha yüksek dayanım sergilediği tespit edilmiştir.

Abstract:
In this study, Grade A ship steel was joined at both the atmospheric conditions and underwater at various depths through shielded metal arc welding method using paraffin coated shielded rutile type electrode conforming to E 6013 standard. In order to determine the mechanical properties of welded joints, hardness, tensile, notch impact and bending tests were carried out. In addition, microstructural examinations were performed on the welded specimens in order to observe structural the changes and transformations occurring in the welding zone.

The hardness test results showed that the highest hardness values are seen for the weld metal and these are followed by heat affected zone (HAZ) and base material. The notch impact tests carried out at various temperatures revealed that the joints obtained at the atmospheric conditions have higher toughness strength than those obtained at underwater at different depths. After the tensile tests, it was seen that all the specimens fractured at the HAZ and that strength of the joints lower than that of base material. Visual examination of the bent specimens showed no cracks, tear or defects. It was observed from the microstructural examinations that first passes are fine grained isotropic while the last passes are fine grained columnar. In addition, martensitic transformation due to rapid cooling was seen in the specimens joined at underwater. 

When the experimental results are generally evaluated, it is seen that the specimens joined through underwater arc welding method exhibited 30 % lower elongation and 12 % lower tensile strength than those joined at the atmospheric conditions. In addition, according to the notch impact test results, the specimens joined at atmospheric conditions at both room and below zero temperatures had 50 % higher strength than those joined at underwater of different depths.