Otomotiv sektöründe kullanılan yüksek dayanımlı çeliklerde oluşan kaynak kusurlarının önlenmesi
Prevention of welding defects in high strength steels used in automotive industry
Yazar: MELEK YILDIRIM
Danışman: PROF. DR. AHMET KARAASLAN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Malzeme Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Otomotiv endüstrisi günümüzde dünya ekonomisinde önemli ve büyük bir yer tutmakla birlikte yoğun bir rekabetin yaşandığı sektör haline gelmiştir. Otomotiv gibi hafifliğin önemli olduğu sektörlerde kullanılan mazlemelerin perfonmansı mekanik özellikleriyle ilgilidir. Genellikle otomobillerin sebep olduğu yüksek yakıt tüketimiyle birlikte çevre kirliliği de göz önünde bulundurulduğunda, daha hafif araçların üretilmesine ihtiyaç duyulmuştur. Bu amaçla otomotiv sektöründe kullanılacak malzemerin yüksek mekanik özelliklere sahip olmasının yanında yüksek şekillendirilebilme kabiliyetine sahip hale getirilmesi için çalışmalar giderek artmaktadır. Araç ağırlığının yaklaşık %74-78'ini çelikler oluşturmaktadır. Bu nedenle ağırlık azaltma yönündeki çalışmalar çelikler üzerinde olmaktadır. Geleneksel çelikler çoğu zaman teknolojinin ihtiyaçlarını karşılayamamaktadır. Yeni geliştirilen malzemelerden birisi de arayer elementlerini eser miktarda içeren IF (Interstitial - Free) çelikleridir. Söz konusu çelikler, içyapılarında yer alan C, N ve O gibi arayer atomlarının oranlarının üretim sonrası özel tekniklerle azaltılması ve sonrasında yapıya Ti, Nb gibi stabilize edici alaşım elementlerinin eklenmesi ile elde edilmektedir. IF çeliklerinin sahip olduğu kimyasal içeriği nedeniyle, bütün kaynak yöntemleri bu çeliklere uygulanabilmektedir. Ancak hafiflik ve maliyet özelliklerinin yanında yüksek mekanik özelliklerinin de sağlanabilmesi için uygulanan kaynak işlemi düşük ısı girdisi ile gerçekleştirilmelidir. Kaynak işlemleri sonucunda oluşan kaynak kusurları istenilen standartları sağlama konusunda sorun teşkil etmektedir.
Bu çalışmada IF çelik numuneler MAG ve LASER kaynak yöntemleri ile farklı kaynak parametreleri seçilerek birleştirilmiştir. Kaynak sonrasında kaynak bölgelerinin (kaynak dikişi + ITAB) mikroyapıları optik mikroskop ile (OM) incelenmiş ve mekanik özellikler Vickers Sertlik (HV) yöntemi ile belirlenmiştir. Bu işlemler sonucunda oluşan kusurlar ve bu kusurları önleme yöntemleri belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler: IF çeliği, Laser kaynağı, MAG kaynağı, otomotiv sektörü

Abstract:
Nowadays, automotive industry plays a crucial role in global economy. This brings about a strong competition to automotive sector. The performance of materials used in sectors where lightness is important, such as automotive, is related to their mechanical properties. Considering the environmental pollution originating from consumption of high amount of fuel-generally by automobiles, a need to manufacture lighter vehicles came up. With this purpose, the number of studies working on materials with high mechanical characteristics and with high shape-ability is increasing day by day. One of these brand- new materials is IF (Interstitial-Free) which is a steel including only trace amount of mid-layer elements. These types of steels are obtained by reducing the ratio of atoms like C, N and O by means of special techniques. These mid-layer elements are replaced by stabilizing alloy elements like Ti and Nb just after production. Thanks to their chemical content, IF steels can be treated by all means of welding. However, welding operation should be executed by applying low heat so that steel will have high mechanical characteristics and low cost and lightness. At the end of welding operations, there might be welding faults and they cause to problems in achieving targeted standards.
In this study, IF steel samples were combined by using welding techniques of MAG and LASER. After welding, welding areas (welding seam + HAZ) microstructures were examined with optical microscopy (OM) and mechanical proporties were identified by Vickers Hardness method (HV). Types of welding defects and precautions to prevent these defects were identified.

Keywords: IF steels, Laser welding, MAG welding, automotive industry