Sürtünme karıştırma kaynak tekniği ile CuZn30 levhalarının birlşetirilmesi ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Joining of CuZn30 alloy plates by friction stir welding and inventigation of mechanical properties
Yazar: RAMAZAN ÖZBEKMEZ
Danışman: DOÇ. DR. HÜSEYİN UZUN
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metal Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2006
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, sürtünme karıştırma kaynak tekniği ile farklı kaynak parametrelerikullanılarak CuZn30 alaşımı levhalar birleştirilmiştir. Ayrıca birleştirme sonuçlarınındeğerlendirilmesi bakımından faydalı olabileceği kanaatiyle CuZn30 levhalar,elektrik ark kaynak tekniği ile de birleştirilmiştir. Birleştirilen levhaların mekaniközelliklerinin belirlenmesi için her iki kaynak yöntemi ile birleştirilen levhalardanalınan numunelere çekme deneyi, eğme deneyi uygulanmış ve mikro sertlikölçümleri alınarak sonuçlar birbirleri ile karşılaştırılmıştır. SKK ile birleştirilen Cu-Zn alaşımı levhalarda, karıştırıcı ucun ilerleme hızı sabit tutularak dönme hızınınbirleştirme özelliklerine etkileri araştırılmıştır. Ayrıca SKK ve elektrik ark kaynağıile elde edilen birleştirmelerde oluşan kaynak hataları ve sebepleri araştırılarak,kaynak bölgesine ait mikroyapı karakterizasyonu gerçekleştirilmiştir.Yapılan bu çalışmada, CuZn30 alaşımı levhaların SKK ile birleştirilmesinde idealsonuç alınabilecek kaynak parametreleri tespit edilmiştir. Karıştırıcı uç ilerleme hızı12,5 mm/dak olarak sabit tutulduğunda, dönme hızı 500, 630 ve 1000 dev/dakayarlandığında, kaynak hatasına rastlanmamıştır. Elde edilen birleştirmelerdekarıştırıcı ucun dönme hızının artmasıyla kaynak dikiş yüzey pürüzlülüğü deartmıştır. SKK tekniği ile birleştirilen levhaların mukavemet değerleri, elektrik arkkaynak tekniği ile birleştirilenlerden daha yüksek çıkmıştır.Elektrik ark kaynak yöntemi kullanılarak CuZn30 alaşımı levhaların alın alınabirleştirilmesinde bazı kaynak hataları oluşmuştur. Kaynak dikişinde iyi bir yüzeykalitesi elde edilememiştir. Kaynak işlemi sırasında oluşan çinko buharlaşmasıbirleştirme bölgesinde malzeme kaybına yol açmıştır. Buda kaynak dikişininmukavemet değerlerini düşürmüştür.Bütün bu çalışmaların sonucunda CuZn30 alaşımı levhaların elektrik ark kaynaktekniği ile seri üretimi için yetersiz olabileceği, fakat tamir bakım için uygunolabileceği kanaatine varılmıştır. CuZn30 alaşımı levhaların bir katı hal kaynaktekniği olan SKK tekniği ile seri üretim amaçlı birleştirilmesinin oldukça iyi sonuçlarverdiği tespit edilmiştir.

Abstract:
The aim of this work is to demonstrate the feasibility of friction stir welding forjoining of CuZn30 alloy sheets. In this work, the joining of CuZn30 alloy sheets wascarried out using friction stir welding technique. It was employed different toolrotational speeds with a constant travel speed. The welding defects and reasons ofwelded copper alloy sheets were investigated. It was evaluated the microstructureand microhardness changes on the welding zone. Tensile and bending tests havebeen performed to evaluate the effects of welding parameters on mechanicalproperties. In addition, CuZn30 alloy plates were welded by electrical arc weldingtechnique for comparison purposes. The mechanical properties of CuZn30 alloyswelded by electrical arc were compared to the properties of CuZn30 alloys weldedby FSW.The results show that friction stir welding can be used the joining of CuZn30 alloys.Four different zones of the microstructure in the welding are reported as follows: (1)parent materials (2) heat affected zone (HAZ), (3) thermo-mechanically affectedzone (TMAZ) and (4) weld nugget. A good correlation between the hardnessdistribution and the welding zones are observed. As the rotational speed increase ata constant traveling speed, it was observed lack of stirring in the weld nugget. It wasobserved that if it is used the proper welding parameters with proper tool design itcan be obtained good mechanical properties of welded copper alloy sheets. Themechanical properties of CuZn30 welded by FSW were higher than welded byelectrical arc process due to the zinc fume in welds which are likely to be porous. Itwas not observed zinc fume in FSW weld.