Alüminyum alaşımlarının elektron ışın kaynak kabiliyetlerinin incelenmesi
Examination of electron beam welding abilities of aluminum alloys
Yazar: CANER AKTAŞOĞLU
Danışman: PROF. DR. HAYRETTİN AHLATCI
Karabük Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, ASTM 7075 ve ASTM 6061 (DIN AlZnMgCu1.5 ve DIN AlMg1SiCu) türü alüminyum alaşım levhalarının Elektron Işın Kaynak yöntemi ile farklı parametreler kullanılarak birleştirilmesi sağlanmıştır. Kaynak işlemleri yüksek (eksi) basınç altında, odak (Focus) değerleri değiştirilerek dört farklı kaynak akımında gerçekleştirilmiştir. Ayrıca üç farklı mA (I/P) değeri ve iki farklı voltaj değerleri ile kaynak yapılmıştır. Kaynak işlemleri aynı kaynak parametrelerinde alın alına; aynı ve farklı malzeme standartlarının  birleştirilmesi biçimde olmak üzere iki tür yapılmış ve tüm birleştirmelerde ilave tel kullanılmamıştır. Kaynaklı birleştirmelerin kaynak bölgelerinin dayanımlarını belirlemek için çekme testleri uygulanmıştır. Ayrıca, kaynaklı numunelerin, kaynak bölgelerinde optik mikroskop, kırık yüzey incelemeleri ve SEM ve EDS analiz çalışmaları gerçekleştirilmiştir. 
Yapılan çekme testleri sonucunda, en yüksek akma-çekme değerleri 480-500 odak değerleri ve 20mA-25mA'da elde edilmiştir. Mikro sertlik değerleri sırasıyla ana mazleme, ısıdan etkilenen bölge ve kaynak metali olmak üzere üç farklı bölgeden ölçülürken en yüksek sertlik değerlerine füzyon (kaynak) bölgelerinde rastlanmıştır. Mikro sertlik değerleri 20mA yapılan kaynaklarda; ana malzemede yaklaşık 146 HV iken kaynak bölgesinde 159 HV değerlerine yükselmiştir. 25mA'da yapılan kaynaklarda ise sertlik değerleri 20mA'e kıyasla daha yüksek ölçülmüştür. Bunun nedeni ise 25mA'da daha fazla intermetalik yapı oluşmasıdır. İntermetalik yapıların ölçümü  EDS analizleri ile yapılmıştır.   Çekme testleri sonucunda en yüksek çekme dayanımı 20mA'da elde edilmiştir. Elde edilen deney sonuçlarına göre; kaynaklı numunelerde ölçülen akma-çekme değerlerinin esas metalden daha düşük olduğu tespit edilmiştir. Kaynaklı birleştirmeler neticesinde göz ile yapılan muayenede kaynaklı numunelerin hiçbirinde çatlak vb. hata görülmemiştir. 
Son olarak, ASTM 7075 ve 6061 malzemelerin Elektron Işın Kaynak yöntemi ile sıcak çatlak oluşmadan kaynak yapılabileceği anlaşılmıştır.

Abstract:
In this study, ASTM 7075 and ASTM 6061 (DIN AlZnMgCu1.5 and DIN AlMg1SiCu) type aluminum alloy sheets were joined using Electron Beam Welding method using different parameters. Welding processes were carried out under high (minus) pressure, by changing the focus values, in four different welding currents. Also welded with three different mA (I/P) values and two different voltage values. Welding processes are butt to the same welding parameters; two types were made, combining the same and different material standards, and no additional wire was used in all joints. Tensile test were applied to determine the strength of the weld zones of the welded joints. In addition, optical microscopy, fracture surface examinations and SEM and EDS analyses of the welded samples were carried out in the welded areas.
As a result of the tensile tests, the highest yield-tensile values were obtained at 480-500 focus values and 20mA-25mA. While the microhardness values were measured from three different areas, namely the base material, the heat affected zone and the  
weld metal, the highest hardness values were found in the fusion (weld) areas. In the welds with microhardness values of 20mA; While it was about 146 HV in the base material, it increased to 159 HV in the weld area. In the welds made at 25mA, the hardness values were measured higher compared to 20mA. In the welds made at 25mA, the hardness values were measured higher compared to 20mA. The reason for this is that more intermetallic structures are formed at 25mA. Measurement of intermetallic structures was made by EDS analysis. As a result of tensile tests, the highest tensile strength was obtained at 20mA. According to the test results obtained; It has been determined that the yield-tensile values measured in the welded samples are lower than the base metal. No cracks etc. defects were observed in any of the welded samples in the visual inspection as a result of the welded joints. 
Finally, it has been understood that ASTM 7075 and 6061 materials can be welded by Electron Beam Welding method without the formation of hot cracks.