Standart çeliklerde gazaltı kaynaklı birleştirmenin sonlu elemanlar yöntemi ile termomekanik analizi
Thermomechanical analysis of gas metal arc welding of standard steels by finite element methods
Yazar: ÖMÜR TOPAL
Danışman: PROF. DR. NİHAT AKKUŞ
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering ; Teknik Eğitim = Technical Education
Dizin: Kaynak dikişleri = Welding seams ; Kaynak modelleri = Resource models ; Kaynak yöntemleri = Welding methods ; Kaynaklı yapılar = Welded structures ; Sonlu elemanlar analizi = Finite element analysis ; Sonlu elemanlar stres analizi = Finite elements stress analysis ; Sonlu elemanlar yöntemi = Finite element method ; Sonlu elemanlar yöntemi = Finite element method

Özet:
Bu çalışmanın amacı alın kaynağının Sonlu Elemanlar Yöntemi (SEY) ile simülasyonunu gerçekleştirmektir.Genellikle otomotiv ve makine sanayinde ince çelik levhalar kullanılmaktadır. Düşük karbonlu ince çelik levhalarda distorsiyonlar daha fazla görülür. Bu da imalatın kalitesini düşürerek imalatta soruna neden olur. Bu nedenle kaynağı önceden tespit etmek önemlidir. Bu tespitin yapılmasında değişik yöntemler kullanılmaktadır. Bu yöntemler maliyet ve zaman kaybına neden olmaktadır. Bu sebepten dolayı günümüzde çok sık kullanılmaya başlanan Sonlu Elemanlar Yöntemi ile kaynak esnasındaki değişiklikleri gözlemlemek maliyet ve zaman açısından bize kazanç sağlamaktadır. Bu tespiti yapmak için MSC Marc paket programı ile kaynak simülasyonu yapılmıştır. Sonrasında yapılan deneylerden alınan sonuçlar ile simülasyon sonuçları karşılaştırılmıştır.Simülasyonda ve deneyde 4 mm kalınlığında 100x50 mm ölçülerinde çelik sac levha kullanılmıştır. Bu sac levha DIN EN 10111 standardındadır. Deneyde ark kaynağı için ABB marka kaynak robotu kullanılmıştır.Simülasyon ve deney üzerinden sıcaklık ve distorsiyon ölçümleri yapılmıştır. Simülasyonda paket programın özelliklerine göre bu sonuçlar kolaylıkla alınabilmektedir. Deneydeki ölçümlerde sıcaklık için termokupl, data logger (çok kanallı veri kayıt sistemi) ve bilgisayar kullanılmıştır. Distorsiyon ölçümü için CMM (koordinat ölçüm sistemi) makinesi kullanılmıştır.Simülasyon ve deneyin karşılaştırılması sonucunda Sonlu Elemanlar Yöntemi ile elde edilen sıcaklık ve çarpılma sonuçlarının, deney sonuçlarına ne kadar yakın olduğu görülmüştür.

Abstract:
The aim of this study is to realize a simulation of butt welding using Finite Elements Method (FEM).In general thin steel plates are used in the automotive and machining industries. In thin low level carbon plates distortion is more evident, because of the lack of quality in the product this creates problems. It is important to predetermine these problems before begging welding. Different methods are used to make this determination. This methods can cause loss of cost and time. Therefore, very often being used today by the Finite Element Method to monitor changes in resources during the time in terms of cost and benefit to us. In order to do this we use MSC marc package program, to simulate the weld. Then, with the results of experiments in the simulation results are compared.In Simulations and experiments on 4mm thick steel plate sheet and 100x50mm measurements were used. This plate is DIN EN 10111 standard plate. ABB mark welding robot was used for arc welding in experiments.The temperature and distortion measurements were made on Simulation and experiment. According to these results the properties of package can be retrieved easily on simülation. Termokupl, data logger and a computer were used for temperature measurement. CMM (coordinate measuring machine) machine was used for distortion measurement.At the end of our study we were able to establish the similarity between results achieved by using Finite Element Method and the experiments we conducted.