Farklı paslanmaz çeliklerin tıg kaynağında mekanik özelliklerinin deneysel olarak incelenmesi
Experimental investigation of the mechanical properties of different stainless steels in tig welding
Yazar: EYÜP CAN İÇLİ
Danışman: PROF. DR. HAKAN AYDIN ; DR. ÖĞR. ÜYESİ OĞUZ TUNÇEL
Bursa Uludağ Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Konstrüksiyon ve İmalat Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, 304 östenitik paslanmaz çelikler, 420 martenzitik paslanmaz çelikler ve 430 ferritik paslanmaz çeliklerin birleştirilmesi Tungsten Inert Gaz (TIG) yöntemi ile kanal hazırlama ve dolgu metalleri olmadan alın konfigürasyonda dissimilar (benzer olmayan) ve similar (benzer) olarak gerçekleştirilmiştir. Yapılan kaynaklı birleştirmede koruyucu gaz olarak saf argon gazı tercih edilmiştir. Kaynak işlemi 100 A kaynak akımı ve 3.5 mm/s kaynak hızı parametreleri tercih edilerek alın kaynak olarak gerçekleştirilmiştir. Kaynaklı birleştirmelerin kombinasyonları 304-420, 430-420, 430-304 olacak şekilde farklı paslanmaz çelik grupları, 304-304, 420-420, 430-430 olacak şekilde aynı paslanmaz çelik grupları arasında gerçekleştirilmiştir. Kaynak işlemi yapılan bu numunelere çekme ve Vickers yöntemi ile mikro sertlik testleri uygulanarak mikro yapısı detaylı bir şekilde incelenmiştir. 

Yapılan makro gözlemlerde kaynaklı birleştirilen parçaların erime bölgesi (EB) ve Isı Tesiri Altındaki Bölgesinde (ITAB) gözeneklilik ve çatlak gibi herhangi bir kaynak kusuru gözlemlenmemiştir. Yapılan mikro yapı incelemelerinde kaynaklı parçalarda, temel malzeme (TM), erime bölgesi (EB) ve Isı Tesiri Altındaki Bölge (ITAB) iç yapıları detaylı olarak incelenmiştir. Benzer malzemelerin kaynaklı birleştirmelerinde genel olarak erime bölgesinin faz fraksiyonları temel malzemenin faz fraksiyonlarına benzer dendritik yapılardan oluşmaktadır. Benzer olmayan malzemelerin kaynağında ise erime bölgesinde karışması ve hızlı soğuması sonucu karakterize edilen karmaşık heterojen mikro yapılar ortaya çıkarılarak detaylı incelenmiştir.

Abstract:
In this study, the joining of 304 austenitic stainless steels, 420 martensitic stainless steels, and 430 ferritic stainless steels was carried out using the Tungsten Inert Gas (TIG) method in a butt joint configuration without any filler metals. The welding was performed in dissimilar (unlike) and similar (alike) combinations. Pure argon gas was used as the shielding gas in the welding process. The welding process was carried out using a welding current of 100 A and a welding speed of 3.5 mm/s. Welded joints were performed between different stainless steel groups as 304-420, 430-420, 430-304, and within the same stainless steel groups as 304-304, 420-420, 430-430. After welding, the welded specimens were subjected to tensile tests and microhardness tests using the Vickers method to examine the microstructure in detail. Microstructure examinations were conducted using microscopes at different scales.

Macroscopic observations revealed no welding defects such as porosity or cracks in the fusion zone (FZ) and Heat-Affected Zone (HAZ) of the welded parts. Microstructure examinations at different scales revealed detailed investigations of the internal structures of the base material (BM), fusion zone (FZ), and Heat-Affected Zone (HAZ) in the welded specimens. In the welded joints of similar materials, the phase fractions in the fusion zone generally consisted of dendritic structures similar to the phase fractions of the base material. In the welding of dissimilar materials, complex heterogeneous microstructures characterized by mixing and rapid cooling in the fusion zone were revealed and examined in detail.