Metal matrisli kompozit ile alüminyum alaşımı levha çiftinin sürtünme karıştırma kaynak yöntemi ile birleştirilebilirliğinin incelenmesi
Investigation of weldability dissimilar metal matrix composite and aluminyum alloy sheets by friction stir welding method
Yazar: SERDAL DUMAN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. YAHYA BOZKURT
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metal Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering ; Teknik Eğitim = Technical Education
Dizin: Sürtünme karıştırma kaynağı = Friction stir welding

Özet:
Alüminyum ve metal matrisli kompozit (MMK) alaşımlar yapı ve otomotiv endüstrilerindeki montajlama işlemlerinde geniş uygulama alanlarına sahiptir. Bu alaşımlar geleneksel ergitmeli kaynak yöntemleriyle birleştirilirken genellikle düşük kaynak kabiliyeti gösterirler. Alüminyum alaşımlarının birleştirilmesi için bir alternatif olarak geliştirilen sürtünme karıştırma kaynağı (SKK) ile günümüzde farklı iki metal, kurşun, magnezyum, çelik, bakır ve alaşımları, paslanmaz çelik, titanyum ve MMK gibi malzemelerin başarılı bir şekilde birleştirilmesinde daha hızlı ve güvenilir sonuçlar sağlanmıştır.Bu çalışmada, AA2124/SiCp/25p-T4 MMK ile AA 3003-H24 alüminyum alaşımı levhalar, alüminyum levha takım ilerleme yönünde olacak şekilde 900-1400 dev/dak. takım dönme ve 40-125 mm/dak. takım ilerleme hızlarında takım eğim açısı sabit tutularak SKK ile küt alın formunda başarılı bir şekilde birleştirilmişlerdir. Kaynaklı bağlantıların mekanik özelliklerini belirlemek amacıyla; çekme mukavemeti, % uzama, kaynak performansı ile farklı bölgelerdeki sertlik dağılımı belirlenmiştir. Optik mikroskop, elektron mikroskobu ve EDS kullanılarak mikroyapı karakterizasyonu yapılmıştır. Deneysel çalışmalar neticesinde, AA2124/SiCp/25-T4 ile AA3003-H24 alüminyum alaşımı levhaların SKK tekniği ile birleştirilmesi sonucu yüksek kaliteli birleştirmeler 900 dev/dak. takım dönme hızı ve 125 mm/dak. takım ilerleme hızında elde edilmiştir. En yüksek çekme mukavemeti 182 MPa ile AA3003-H24 Al alaşımına göre % 104, AA2124/SiCp/25-T4 MMK alaşımına göre ise % 40,2 kaynak performansı elde edilmiştir. Yüksek takım ilerleme hızlarında kaynağın hem üst hem kök kısmında herhangi bir porozite ya da kusura rastlanmamıştır.

Abstract:
Assembly consisting of aluminum and metal matrix composite (MMC) alloys has wide spread application in construction and automotive industries. These alloys generally present low weldability by traditional fusion welding process. The development of the friction stir welding (FSW) has provided an alternative improved way of satisfactory producing aluminium joints, but now this technique allows many metals and composites including dissimilar metals, lead, magnesium, steel, titanium, zinc, stainless steels, copper and (MMCs), in a faster and reliable manner.In the present study, AA3003-H24 and AA2124/SiCp/25p-T4 plates were successfully friction stir butt joined by offsetting the tool to aluminum side under tool rotational speed of 900-1400 rpm and traversing speed of 40-125 mm/min, keeping other parameters same. Ultimate tensile strength, percentage elongation and joint efficiency of the welded joints and hardness variations at different zone across the weld interface have been reported. The integrity of the joints have been investigated using optical microcopy, scanning electron microscopy and energy dispersive spectroscopy. The results indicate that the high quality weld joint could be obtained when tool rotational speed is 900 rpm, and traversing speed is 125 mm/min. The maximum value of tensile strength is 182 MPa with AA3003-H24 Al alloy 104% and AA2124/SiCp/25-T4 MMC 40,2% welding performance and no visible superficial porosity or macroscopic defects observed on both the top and abottom regions of welded samples at high tool transverse speeds.