Östenitik paslanmaz çelik ve IF çeliğinin nokta direnç kaynak yöntemi ile birleştirilebilirliğinin incelenmesi
Investigation of combinability of austenitic stainless steel and IF steel with resistance spot welding method
Yazar: KADİR KAYA
Danışman: DOÇ. DR. YAKUP KAYA
Karabük Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Direnç kaynağı = Resistance welding ; Direnç nokta kaynağı = Resistance spot welding ; Elektrik direnç nokta kaynağı = Electrical resistance spot welding ; Mekanik özellikler = Mechanical properties ; Mikroyapı = Microstructure ; Paslanmaz çelik = Stainless steel

Özet:
Bu çalışmada, 1,2 mm kalınlığındaki yüksek korozyon dayanımlı paslanmaz (AISI 316 L) çelik ve yaşlanmaya dayanıklı ve ekstra derin çekmeye uygun çok düşük karbonlu arayer atomsuz IF (7114) çelikleri farklı parametreler kullanılarak nokta direnç kaynak yöntemi ile birleştirilmiş ve kaynak parametrelerinin (3 ve 6 kN elektrod kuvveti, 3, 5, 7 ve 9 kA kaynak akımı ve 10, 20, 30, 40 ve 50 çevrim kaynak süresi) kaynaklı birleştirmelere etkisinin belirlenmesi için araştırmalar yapılmıştır. 

Kaynaklı bağlantılara ait numunelerin kaynak çekirdeği çap ve derinlikleri ölçülerek kaynak parametrelerinin etkisi incelenmiştir. Ayrıca birleştirme dayanımlarını incelemek için numunelere çekme-makaslama testleri uygulanmış ve testler sonucunda numunelerin kırılma tipleri de araştırılmıştır. Ek olarak, numunelerin kaynak bölgeleri üzerinde sertlik ve mikroyapı çalışmaları yapılmıştır.

Kaynaklı numuneler üzerinde gerçekleştirilen testler sonucunda, kaynak çekirdeği çap ve derinliğinin, elektrod kuvveti, kaynak akımı ve kaynak süresi artışına bağlı olarak arttığı, bu artışa paralel olarak birleştirmelerin çekme-makaslama dayanımlarının da arttığı tespit edilmiştir. Ayrıca çekme-makaslama testleri sonrasında tüm numunelerde kopma, IF 7114 çeliği ITAB'ında meydana gelmiştir. 

Sertlik testleri sonucunda, en yüksek sertlik değeri AISI 316 L-IF 7114 kaynak çekirdeğinden ölçülmüş onu sırasıyla ITAB'lar (AISI 316 L ITAB>IF 711 ITAB) ve ana malzemeler (AISI 316 L ana malzeme>IF 7114 ana malzeme) izlemiştir. Mikroyapı incelemeleri sonucunda, artan elektrod kuvveti, kaynak akımı ve kaynak süresiyle kaynak çekirdeği kesitinin genişlediği ve artan ısı girdisi sebebiyle de IF 7114 ITAB'ında belirgin bir tane irileşmesi oluştuğu gözlenmiştir.

Abstract:
In this study, 1,2 mm thick high corrosion resistant stainless (AISI 316L) and very low carbon, resistant aging and suitable extra deep drawing interstitial free IF (7114) steels were combined by resistance spot welding method using different parameters and the welding parameters (3 and 6 kN electrode forces, 3, 5, 7 and 9 kA welding currents and 10, 20, 30, 40 and 50 cycle welding times) studies have been conducted to determine the effect on welded joints.

The effect of welding parameters has been investigated by measuring the weld nugget diameter and depth of the samples belonging to the welded joints. Also, tensile-shear tests were applied to the samples in order to examine the strength of the welded joints and the fracture types of the samples were investigated as a result of the tests. In addition, hardness and microstructure studies were done on the welded regions of the samples.
As a result of the tests carried out on the welded samples, it was determined that the weld nugget diameter and depth increased depending on the increase in electrode force, welding current and welding time, and in parallel with this increase, the tensile-shear strength of the joints also increased. In addition, after the tensile-shear tests, rupture of all samples occurred in IF 7114 steel the heat effected zone (HAZ).

As a result of the hardness tests, the highest hardness value was measured from AISI 316 L-IF 7114 the weld nugget, followed by HAZs (AISI 316 L HAZ>IF 7114 HAZ) and base materials (AISI 316 L base material>IF 7114 base material), respectively. As a result of the microstructure investigations, it was observed that the weld nugget cross section expanded with increasing electrode force, welding current and welding time, and a significant grain coarsening occurred in IF 7114 HAZ due to increased heat input.