Al2O3 nano partikül takviyeli al matrisli kompozit malzemenin farklı kaynak akımları ve türlerinde oluşan mikroyapı ve sertlik özelliklerinin analizi
Analysis of the microstructure and hardness properties of aluminum matrix composite material reinforced with nano Al2O3 particles using different currents and forms of welding
Yazar: SÜLEYMAN AYTEKİN
Danışman: DOÇ. DR. ARZUM IŞITAN
Pamukkale Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Otomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Otomotiv Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering ; Otomotiv Mühendisliği = Automotive Engineering
Dizin: Alüminyum matrisli kompozitler = Aluminum matrix composites ; Gazaltı kaynağı = Gas metal arc welding ; Nanokompozitler = Nanocomposites

Özet:
Bu çalışmada, karıştırmalı döküm yöntemi ile üretilen farklı takviye oranlarına sahip (%0-0,5-1) 15 nm tane boyutundaki Al2O3 nano partikül takviyeli AA 6013 matrisli kompozit malzemelerin, farklı kaynak yöntemlerinde ve parametrelerinde kaynaklanabilirliği araştırılmıştır. Farklı takviye oranlarındaki kompozit malzemeler, ER5183 ve ER4043 kaynak telleri kullanılarak 110 A ve 120 A akım şiddetinde CMT ve PMC kaynak yöntemlerinde birleştirilmiştir. Numunelerin, makroyapı ve mikroyapıları incelenerek farklı kaynak yöntemi ve parametrelerin kaynak yapılarına ve içyapılarına olan etkisi karşılaştırılmıştır. Mekanik özelliklerin tespiti için çekme ve sertlik testleri gerçekleştirilerek mukavemet, akma sınırı, uzama ve sertlik değerleri ölçülmüştür. Kaynak işleminde CMT ve PMC yöntemlerinin kullanılması düşük ısı girdisi sağlamış ve kaynak bölgesinde geleneksel ark kaynak yöntemlerine göre daha dar bir ITAB oluşarak iyi bir içyapı elde edilmesini sağlamıştır. Düşük ısı girdisi, kaynak bölgesi ve esas malzeme arasında homojen bir sertlik dağılımı sağlamıştır. Takviye oranının artması mukavemeti artırmıştır. En iyi mekanik özellikler CMT yöntemi, 120 A akım, ER5183 kaynak teli ile kaynak işlemi yapılan %0,5 takviyeli kompozit malzemede elde edilmiştir.

Abstract:
In this thesis, the weldability of AA 6013 matrix composite materials reinforced with 15 nm particle sized Al2O3 nanoparticles, with different reinforcement weights (0-0.5-1%) produced by the stirred casting method, were studied in different welding methods and parameters. Composite materials with different reinforcement ratios were joined by CMT and PMC welding methods with 110 A and 120 A current intensity using ER5183 and ER4043 welding wires. By examining the macrostructure and microstructure of the samples, the effects of different welding methods and parameters on the weld structures and internal structures were compared. In order to determine the mechanical properties, tensile and hardness tests were performed and strength, yield limit, elongation and hardness values were measured. The use of CMT and PMC methods in the welding process provided low heat input and a narrower HAZ in the weld area compared to conventional arc welding methods, resulting in a good internal structure. Low heat input provided a homogeneous hardness distribution between the weld zone and the base material. Raising the reinforcement ratio increased the strength. The best mechanical properties were obtained in 0.5% reinforced composite material welded with CMT method, 120 A current and ER5183 welding wire.