Mutfak fırını sanayinde kullanılan ızgara tellerinin direnç nokta kaynak kalitesinin artırılması
Increasing resistance point welding quality of grill wires used in the kithcen oven industry
Yazar: FATİH TAŞKIN
Danışman: PROF. DR. YAHYA ALTUNPAK
Bolu Abant İzzet Baysal Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Düşük karbonlu çelik = Low carbon steel ; Izgara üretim yöntemi = Grid generation method ; Krom kaplama = Chromium plating ; Metal ızgaralar = Metal gratings ; Nikel kaplama = Nickel plating

Özet:
Elektrik direnç punta (nokta) kaynağı beyaz eşya, otomotiv, savunma sanayi sektörü gibi oldukça geniş bir alanda kullanılan en önemli birleştirme yöntemlerinden birisidir. Direnç punta kaynağında, dolgu metaline ihtiyaç olmaması, otomasyona uygun bir yöntem olması, iş güvenliği açısından daha az riskli ve nispeten temiz ve çevreci bir proses olması, yöntemin en büyük avantajıdır. Bu çalışmada Ø6,5 mm ve Ø2,3 mm düşük karbonlu ve düşük silisli SAE 1006 kalite teller, 2 farklı elektrot malzemesi ile farklı kaynak parametreleri (kaynak süresi ve kaynak akımı) kullanılarak direnç punta kaynağı ile birleştirilmiştir. Kaynak bağlantılarının maksimum çekme dayanımı belirlenmiş, mikro yapıları incelenmiş ve optimum parametreler ile kaynak yapılarak elektrotların birbirleri ile ömürleri kıyaslanmıştır. Kaynaklar, 40 kA kapasiteli ve programlanabilir bir lojik kontrolör (PLC) tarafından kontrol edilen 1000 Hz'de çalışan akım kontrollü ve zamanlayıcı endüstriyel direnç punta kaynağı makinesi (HKTM) kullanılarak yapılmıştır. Kaynağı yapılmış ürünlerin optik muayenesi Nikon marka mikroskop kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Maksimum çekme dayanımının ölçülmesi için ise Chatillon marka dinamometre kullanılmıştır. Elektrotların deformasyon ölçümünde ise Mitutoyo marka mihengir kullanılmıştır. Kaynak çalışmalarında, maksimum çekme dayanımı ve ızgara tellerinin kaynak dikişlerinin kalitesi açısından gereken kaynak süreleri, bu çalışmada her bir elektrot için ayrı bulunmuştur. Örneğin en iyi kaynak parametreleri CuCoBe elektrodu için 9 kA'da 12 ms, CuNi3Si elektrodu için ise 9 kA'da 16 ms'dir. Bu farklılık, elektrotların elektrik iletkenliklerine atfedilebilir. Ayrıca kaynak elektrotlarında oluşan deformasyon miktarı açısından en uygun elektrot malzemesi de tespit edilmeye çalışılmıştır. CuCoBe elektrodu CuNi3Si elektroduna göre eşit baskı sayısında daha az deformasyona uğramıştır. Ancak her iki elektrodun deformasyon oranı kaynak kalitesi açısından kabul edilebilir sınırlar içerisinde bulunmuştur. Bu sonuçlar ışığında elektrot maliyet analizi de yapılarak minimum parça maliyeti açısından en uygun elektrot malzemesinin CuNi3Si elektrodu olduğu kanaatine varılmıştır

Abstract:
Electric resistance spot welding is one of the most important joining methods used in a wide area such as white goods, automotive and defense industry. In resistance spot welding, the biggest advantage of the method is that there is no need for filler metal, it is a suitable method for automation, it is a less risky and relatively clean and environmentally friendly process in terms of work safety. In this study, Ø6.5 mm and Ø2.3 mm low carbon and low silicon SAE 1006 quality wires were welded with resistance spot welding using 2 different electrode materials and different welding parameters (welding time and welding current). The maximum tensile strength of the welding joints was determined, the microstructures were examined and the lifetimes of the electrodes were compared with each other by welding with the optimum parameters. The welds are made using a current controlled and timed industrial resistance spot welding machine (HKTM) operating at 1000 Hz with a capacity of 40 kA and controlled by a programmable logic controller (PLC). Optical examination of welded products was carried out using Nikon brand microscope. Chatillon brand dynamometer was used to measure the maximum tensile strength. Mitutoyo brand gauge was used to measure the deformation of the electrodes. Welding times required in terms of maximum tensile strength and quality of weld seams of grid wires in welding studies were found separately for each electrode in this study. For example, the best welding parameters are 12 ms at 9 kA for CuCoBe electrode and 16 ms at 9 kA for CuNi3Si electrode. This difference can be attributed to the electrical conductivity of the electrodes. In addition, the most suitable electrode material was tried to be determined in terms of the amount of deformation
in the welding electrodes. The CuCoBe electrode underwent less deformation than the CuNi3Si electrode at the same oppression number. However, the deformation rate of both electrodes was within acceptable limits in terms of weld quality. In the light of these results, electrode cost analysis was also performed and it was concluded that the most suitable electrode material in terms of minimum part cost was the CuNi3Si electrode.