Lazer kaynaklı çelik malzemelerin dinamik analizi
Dynamic analysis of laser welded steel materials
Yazar: NURŞAH YETMEZ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ OĞUZ KOÇAR
Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Kaynak = Welding ; Kaynak parametreleri = Welding parameters ; Lazer kaynağı = Laser welding ; Mekanik dayanım = Mechanical strength ; Modal analiz = Modal analysis ; Titreşim analizi = Vibration analysis ; Çelik levhalar = Steel plates

Özet:
Lazer kaynağı, ısı kaynağı olarak kullanılan lazer ışınının getirdiği yüksek güç yoğunluğu özelliğinin etkisi ile; düşük ısı girdisi, dar ısı tesiri altındaki bölge (ITAB) ve derin nüfuziyet gibi avantajlara sahip bir kaynak yöntemidir. Bu avantajları ve bunun yanında otomasyona uygunluğu nedeni ile otomotiv, gemi, havacılık gibi endüstrilerde geniş kullanım alanına sahiptir.
Bu çalışmada S235JR sac malzemeler Nd:YAG lazer kaynağı yöntemi ile kaynaklanmıştır. Kaynak işleminde kaynak kalitesini doğrudan etkileyen güç (290 V ve 300 V), atım odak çapı (0.8 mm e 1 mm) ve atım süresi (5.5 ms ve 11 ms) parametreleri kullanılmıştır. Kaynak kalitesinin belirlenmesinde tahribatlı bir yöntem olan çekme testi kullanılmış, ayrıca kaynaklı parçalara modal analiz uygulanarak sonuçlar karşılaştırılmıştır. Modal analiz mühendislik yapılarının dinamik karakteristiğinin geliştirilmesi ve optimizasyonu için önemli bir teknolojidir. Bu karşılaştırmada amaç modal analizin kaynak kalitesinin tespitinde kullanılabilirliğini araştırmaktır.
Deneysel veriler ışığında lazer kaynak gücü ve atım odak çapının artmasının mekanik özellikleri iyileştirdiği görülmüştür. Ayrıca modal analiz sonuçları ile çekme testlerini karşılaştırıldığında verilerdeki tutarlılık lazer kaynağında kaynak kalitesinin belirlenmesinde titreşim analizinin kullanılabileceğini göstermektedir.

Abstract:
Laser welding is one of the most powerful welding methods which has many advantages such as low heat input and narrow heat affected zone (HAZ). These two parameters are directly related to deep penetration with the effect of high power density brought by the laser beam used as a heat source. Actually, due to these advantages and its suitability for automation, it is widely used in industrial applications such as automotive, ship and aviation.
In this study, S235JR sheet materials are welded by considering Nd:YAG laser welding method. Throughout the welding process, welding power (290 V and 300V), pulse focal diameter (0.8 mm vs 1 mm) and pulse duration (5.5 ms and 11 ms) parameters are taken into account directly for the sake of welding quality. At that point, tensile testing method, which is a destructive method, is used to determine the weld quality, and the results are compared with the results of modal analysis technique. Another point, modal analysis is an important technology for the development and optimization of dynamic characteristics of engineering structures. This type comparison shows to investigate the usability of modal analysis in determining the quality of the source.
In the light of experimental data, it has been observed that increasing the laser source power and the diameter of the pulse focus improves the mechanical properties of the welded structures. Moreover, when the modal analysis results are compared with the tensile tests, the consistency in the data shows that vibration analysis can be used to determine the welding quality in laser welding qualifications.