Aşınmaya dayanıklı zırh çelikleri ile yapı çeliklerinin MAG kaynağı ile birleştirilebilirliğinin araştırılması
Investigating the weldability of wear-resistant armor steels and structural steels by MAG welding
Yazar: MUHAMMED TAHA ÇAKIR
Danışman: PROF. DR. NİZAMETTİN KAHRAMAN
Karabük Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Hardox çeliği = Hardox steel ; MAG kaynağı = MAG welding ; Yapı çeliği = Structural steel

Özet:
Bu çalışmanın amacı, S355J2 yapı çeliği ile Hardox 450 zırh çeliğinin robotik gaz altı kaynak (MAG) metoduyla birleştirilebilirliğinin araştırılmasıdır. Bu amaç doğrultusunda bu iki farklı kimyasal ve mekanik özelliklere sahip malzemelerin birleştirilmesinde üç farklı tip ilave metal (SG3, 110SG ve 307LSi) kullanılmıştır. Çalışmalar sonucu üç farklı kimyasal bileşime sahip ilave teller ile birleştirilen kaynaklı numunelerin mikroyapı ve mekanik özellikleri incelenmiştir. Kaynaklı numunelere öncelikle tahribatsız testler (görsel muayene, sıvı penetrant, ultrasonik muayene ve radyografik muayene) devamında ise mekanik testler (çekme, eğme ve çentik darbe) uygulanmıştır. Ayrıca kaynaklı numunelerin kaynak bölgelerinde (ana malzeme, ITAB ve kaynak metali) mikroyapı ve sertlik çalışmaları gerçekleştirilmiştir. 
Kaynaklı numunelere yapılan gözle muayene sonucunda kaynaklı numunelerin yüzeye açık gözenek, çatlak, yanma oluğu, nüfuziyet eksikliği ve aşırı sarkma gibi kaynak hatalarına rastlanılmamıştır. Tahribatsız testlerde ise (sıvı penetrant, ultrasonik muayene ve radyografik muayene) gerek yüzeye açık gerekse yüzey altında belirgin bir kaynak hatası tespit edilmemiştir. Kaynak bölgelerine yapılan sertlik testleri sonucunda kaynak metali sertliklerinin S355J2 ana malzemesinden yüksek, Hardox 450 ana malzemesinden daha düşük olduğu tespit edilmiştir. Kaynaklı bağlantıların statik yük altındaki dayanımlarının belirlenmesi için yapılan çekme testlerinde tüm numunelerde kopma kaynak bölgesi dışında ve birleştirmenin S355J2 ana malzemesinden gerçekleşmiştir. Benzer şekilde yapılan kaynak kep ve kök eğme testlerinde kaynak bölgesinde bir hata (çatlak, yırtılma vb) gözlemlenmemiştir. Çentik darbe testlerine göre kaynak bölgesindeki en yüksek darbe dayanımları S355J2 ITAB'dan, kaynak metalinde ise en yüksek darbe tokluğu 307LSi ilave tel kullanılarak gerçekleştirilen kaynaklı bağlantıdan ölçülmüştür

Abstract:
The aim of this study is to investigate the weldability of S355J2 structural steel and Hardox 450 armor steel using the robotic gas metal arc welding (GMAW) method. For this purpose, three different types of filler metals (SG3, 110SG, and 307LSi) were utilized for joining these two materials with distinct chemical and mechanical properties. The microstructure and mechanical properties of welded samples, joined using three different chemical compositions of filler wires, were examined. Initially, non-destructive tests (visual inspection, liquid penetrant test, ultrasonic examination, and radiographic examination) were performed on the welded samples, followed by mechanical tests (tensile, bend, and notch impact tests). Additionally, microstructure and hardness studies were conducted in the weld zones (base material, heat-affected zone (HAZ) and weld metal. 
Visual inspection revealed no weld defects such as surface-open porosity, cracks, undercut, lack of penetration, or excess penetration on the welded samples. Non-destructive tests (liquid penetrant test, ultrasonic examination, and radiographic examination) did not detect any significant welding defects, either on the surface or below the surface. Hardness tests conducted on the weld zones revealed that the hardness of the weld metal was higher than that of the S355J2 material but lower than that of the Hardox 450 material. Tensile tests performed to determine the static strength of the welded connections indicated that all samples ruptured outside the weld zone and within the S355J2 base material. Similarly, bend tests on the weld face and root did not reveal any defects (such as cracks or tearing) in the weld zone. According to notch impact tests, the highest impact toughness in the weld zone was measured in the S355J2 HAZ, while the weld metal exhibited the highest impact toughness in the welded joint made using the 307LSi filler wire.