S235JR çeliği ile AlSI 304 çeliğinin, elektrik nokta direnç kaynağının sonlu elemanlar analizi
Finite element analysis of electric point resistance welding of S235JR steel and AlSI 304 steel
Yazar: BERRANUR KARATAŞ
Danışman: PROF. DR. SALİM ASLANLAR ; DR. ÖĞR. ÜYESİ SERKAN APAY
Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Direnç kaynağı = Resistance welding ; Paslanmaz çelik = Stainless steel ; Sonlu elemanlar analizi = Finite element analysis

Özet:
Endüstride imalat sektöründe birçok çelik malzeme kullanılmaktadır. İmalat esnasında çelik malzemelerin bir noktada birleştirilme ihtiyaçları bulunmaktadır. Kaynaklı birleştirme yöntemleri birleştirme için en çok kullanılan işlemler bütünüdür.  
Elektrik nokta direnç kaynağı, seri imalata uygun ve oldukça yaygın kullanılan bir kaynak yöntemidir. S235JR yapısal çelik levha, çok geniş bir imalat prosesinde kullanılabilen ortak bir karbon yapısal çeliğidir. AISI 304 kalite paslanmaz çelik ise temel paslanmaz çelik kalitelerinden biridir, yüksek kaynak kabiliyetine sahiptir ve çok yaygın olarak kullanılmaktadır.
Bu çalışmada, farklı parametreler kullanılarak elektrik nokta direnç kaynağı yöntemiyle S235JR çeliği ve AISI 304 çeliği birleştirilmiştir. Birleştirme işleminden sonra numuneler alınmış ve metalografik incelemeler ile mekanik testler yapılmıştır. Deneysel parametreler, sonlu elemanlar yazılımına girilerek elde edilen sonuçlar ile gerçek sonuçlar karşılaştırmalı olarak mukayese edilmiştir. Numuneler elektrik nokta direnç kaynağıyla 3 farklı amper, 3 farklı baskı kuvveti, 3 farklı bekleme zamanı kullanılarak yapılmıştır. Kaynaklı numunelerin mekanik ve mikroyapı özelliklerini belirlemek için, çekme testi, sertlik ölçümü, mikroyapı çalışmaları ve kaynak nüfuziyeti incelemesi yapılmıştır. Sonlu elemanlar yöntemi ile modelleme, kaynak işlemini fiziksel kurallara göre simule edebilmek için önemli bir araçtır. Sonlu elemanlar yöntemini kullanarak analizi gerçekleştirmek için Simufact Welding 8.0 programından faydalanılmıştır. Simülasyon ve deneysel çalışmaların karşılaştırılması sonucunda sonlu elemanlar yöntemi ile elde edilen mikroyapı sonuçlarının, deneysel çalışmalardan elde edilen sonuçlar ile uyumlu olduğu, benzerlik gösterdiği tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler: S235JR, AISI 304, Paslanmaz Çelikler, Elektrik Nokta Direnç Kaynağı, Sonlu Elemanlar Analizi

Abstract:
Many steel materials are used in the manufacturing sector in the industry. During manufacturing, steel materials need to be combined at one point. Welded joining methods are the most used processes for joining.
Electric spot resistance welding is a widely used welding method suitable for mass production. S235JR structural steel plate is a standard carbon structural steel used in many manufacturing processes. AISI 304 quality stainless steel is one of the primary stainless steel grades, has high weldability, and is widely used.
In this study, S235JR steel and AISI 304 steel were joined by an electric spot resistance welding method using different parameters. After the joining process, samples were taken, and metallographic examinations and mechanical tests were carried out. Experimental parameters were entered into the finite element software, and the results obtained were compared with the actual results. The samples were made with electric point resistance welding using three different amperes, three different pressing forces, and three different waiting times. To determine the mechanical and microstructural properties of welded samples, tensile tests, hardness measurements, microstructural studies, and weld penetration examinations were performed. Finite element modeling is vital for simulating the welding process according to physical rules. Simufact Welding 8.0 program was used to perform the analysis using the finite element method. As a result of the comparison of simulation and experimental studies, it was found that the microstructure results obtained by the finite element method are compatible with the results obtained from experimental studies and show similarities.

Keywords: S235JR, AISI 304, Stainless Steels, Electric Spot Resistance Welding, Finite Element Analysis