Geçiş levhası kullanarak çeliklerin alüminyum alaşımlarına kaynak edilebilirliği
The weldability of steels to the aluminium alloys by using triclad connection plate
Yazar: ALPARSLAN PARLAK
Danışman: PROF. DR. RAMAZAN KAÇAR
Karabük Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Gemi, bot ve bilhassa yat gibi deniz araçlarının inşasında ahşap, çelik ve alüminyum gibi malzemelerden yararlanılır. AA5083 ve AA6063 alüminyum alaşımlarının yanı sıra A grade – AH36 grade gibi çelikler deniz araçlarının inşasında sıklıkla kullanılan metalik malzemelerdir. Ancak alüminyum alaşımlarının çeliğe ergitmeli kaynak yöntemleri ile birleştirilmesi söz konusu değildir. Alüminyum alaşımlarının ergitmeli kaynak yöntemi ile çeliklere birleştirilmesi için geçiş levhası veya ara malzeme olarak adlandırılan malzemelerden faydalanılır. Bu geçiş levhasının yarısı alüminyumdan diğer yarısı ise çelikten oluşmaktadır. Geçiş levhasının çelik tarafı çeliğe, alüminyum tarafı ise alüminyuma ergitmeli kaynak yöntemlerinden yararlanılarak birleştirilir. Bugün deniz araçları inşasında ergitmeli kaynak yöntemlerinden elektrik ark kaynağı, manuel veya otomatik gazaltı ark ve tozaltı ark kaynak yöntemlerinden yararlanılmaktadır. Deniz araçlarının servis şartlarında maruz kalacakları durumlar göz önünde bulundurularak kalitelerini arttırmak için aşağıdaki hususlara dikkat edilmelidir. Bunlar, kullanılacak malzemelerin özellikleri, uygun kaynak yönteminin ve kaynak ilave metalinin seçimi, distorsiyon, kaynak plan ve parametreleri olarak sıralanabilir.

Bu çalışmada AA5083 ve AA6063 alüminyum alaşımların A grade ve AH36 grade çeliklere robotik gaz metal ark kaynak yöntemiyle birleştirilmesi hedeflenmiştir. Bu amaçla farklı cins malzeme birleştirilmesi için "triclad" alüminyum-çelik geçiş levhasından yararlanılmıştır. Geçiş levhası yardımıyla robotik GMAK yöntemiyle elde edilen birleştirmelerin mekanik özellikleri ve mikroyapısı araştırılmıştır. Bu amaçla çekme, üç nokta eğme testinin yanı sıra sertlik ölçümü gerçekleştirilmiştir. Birleştirmelerin mikroyapısıda etraflıca incelenmiştir. 

Sonuç olarak deniz araçlarının inşasında alüminyum alaşımlarının çeliklere geçiş levhasından yararlanılarak robotik gaz metal ark kaynak yöntemiyle başarıyla birleştirilebileceği bulunmuştur.

Abstract:
Materials such as wood, steel and aluminum are used in the construction of sea vessels such as ships, boats and especialy yacht. Aluminum alloys such as AA5083 and AA6063, as well as steels such as A grade - AH36 grade are commonly used in the construction of marine vessels. However, it is not possible to joints aluminum alloys with steel by fusion welding methods. The transition plate or the intermediate material is used to join the aluminium alloys to the steels by fusion welding process. Half of this transition plate is made of aluminum and the other half is made of steel. The steel side of the transition plate is joined to the steel and the aluminum side is joined to the aluminum by using the fusion welding methods. Today, electric arc welding, manual or automatic gas arc and submerged arc welding methods are used in the construction of marine vehicles. Considering the situations that they will be exposed to under service conditions, the following points should be considered to increase the quality of the marine vessels. These can be listed as the properties of the materials to be used, the selection of the appropriate welding method and selection of welding metal, distortion, welding plan and parameters.

In this study, it is aimed to join AA5083 and AA6063 aluminum alloys to A grade and AH36 grade steels by robotic gas metal arc welding method. For this purpose, "triclad"aluminum-steel transition plate was used for dissimilar materials joining. The mechanical properties and microstructure of the welded assembly, which was joined by robotic GMAK method with the utilization of transition plate, were investigated. For this purpose, tensile, three point bending tests as well as hardness measurement was performed. The microstructure of the welded sample is also investigated. 

As a result, it has been found that aluminum alloys can successfully be joined with robotic gas metal arc welding method by utilizing the transition plate to steel for the construction of marine vehicles.