MIG/MAG kaynağı ile birleştirilen s700 MC yüksek dayanımlı yapı çeliğinin mikroyapı ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of the microstructural and mechanical properties of s700 MC high strength construction steel combined with MIG/MAG welding
Yazar: YASİN GÜR
Danışman: PROF. DR. BEHÇET GÜLENÇ
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Darbe deneyi = Impact test ; MAG kaynak arkı = MAG welding ; MIG kaynağı = MIG welding ; Metalik malzemeler = Metallic materials ; Mikroyapı = Microstructure ; Vickers sertliği = Vickers hardness ; Üretim metalurjisi = Production metallurgy

Özet:
Bu çalışmada günümüzde inşaat sektörü, otomotiv ve savunma sanayiinde; özellikle vinç, römork ve şasi imalatında yaygın olarak kullanılan Strenx 700 MC yüksek mukavemetli yapı çeliğinin kaynak kabiliyeti araştırılmıştır. Bu amaçla üretimde üstün avantajlara sahip yüksek kaynak hızı sağladığı için tercih edilen gazaltı MAG (Metal Aktif Gaz) kaynak yöntemiyle en ideal kaynak parametreleri seçilerek kaynak işlemi yapılmıştır. Bu kaynak yönteminde kullanılan ilave metal ile kombin edilen koruyucu gazın yapılan kaynaklı birleştirmede gerekli mekanik özellikleri karşılaması beklenir. Deneysel çalışma için standart ölçülerde hazırlanmış olan 10 mm kalınlığında S700 MC plakalar, koruyucu gaz olarak M20 (%8CO2+Kalanı Ar) ve ilave kaynak metali olarak da ER 110SG (NiMoCr) teli kullanılmıştır. Kaynak öncesi deney numunelerinin mekanik özelliklerinin belirlenmesi için spektral analizleri çıkarılmıştır. Kaynak ısı girdisi hesaplandıktan sonra gerekli kaynak parametreleri ayarlanarak deney numuneleri, BW (Alın Kaynağı) ve FW (Köşe Kaynağı)olmak üzere iki farklı birleştirme tipiyle PA ve PB pozisyonlarında kaynatılmıştır. Kaynaklı birleştirme sonrası öncelikle tahribatsız muayene (NDT) yapılarak kaynak hatalarına bakılmıştır. ITAB (Isı Tesiri Altındaki Bölge) 'dan ve kaynak metalinden tahribatlı muayene için test numuneleri alınmıştır. Mekanik özelliklerin belirlenmesinde mekanik test laboratuvarında Vickers sertlik ölçümleri alınmış ayrıca numuneler eğme, kırma, enine çekme ve Charpy çentik darbe testine tabi tutulmuştur. Ayrıca, metalografik çalışmalar sonrası makro yapı ve mikro yapı görüntüleri analiz edilmiştir. Yapılan deneysel çalışmalar sonucunda, yüksek mukavemetli S700 MC yapı çeliğinin mekanik davranışı ile ITAB' daki değişimleri incelenmiştir. Malzemede kaynak sonrası yapılan test sonuçlarına göre en düşük sertlik değerleri ve en yüksek darbe emilim enerjisi ITAB' da görülmüştür. Artan ısı girdisi ile darbe tokluğunun da arttığı gözlemlenirken, kaynak sonrası hızlı soğuma ile tanelerin küçülerek çekirdeklenmesi sonucu dayanımda artış göstermiştir.

Abstract:
In this study, today in the construction sector, automotive and defense industry; The weldability of Strenx 700 MC high strength structural steel, which is widely used in crane, trailer and chassis manufacturing, was investigated. For this purpose, the most ideal welding parameters were selected with the gas metal MAG (Metal Active Gas) welding method, which is preferred because it provides high welding speed with superior advantages in production. The selected shielding gas and the filler metal used in this welding method is expected to meet the required mechanical properties in the welded joint. For the experimental study, 10 mm thick S700 MC plates prepared in standard sizes, M20 (8CO2 + Remaining Ar) as shielding gas and ER 110SG (NiMoCr) wire as additional weld metal were used. In order to determine the mechanical properties of the test specimens before welding, their spectral analyzes were performed. After the welding heat input was calculated, the necessary welding parameters were adjusted and the test samples were welded in PA and PB positions with two different joint types, BW (Butt Weld) and FW (Corner Welding). After welding, first of all, NDT (Non-Destructive Testing) was performed to check whether there is any welding defect or not. Test samples were taken from HAZ (Heat Affected Zone) and from the weld metal for destructive testing. In determining the mechanical properties, Vickers hardness measurements were performed, and samples were subjected to bending, breaking, transverse tensile, and Charpy notch impact tests. Also, macrostructure and microstructure images were analyzed after metallographic studies. As a result of the experimental studies, the mechanical behaviors and changes in HAZ of the high-strength S700 MC structural steel were investigated. According to the test results made after welding, the lowest hardness values and the highest impact absorption energy were seen in HAZ. While it was observed that the impact toughness increased with increasing heat input, the strength increased as a result of the grains shrinking and nucleating with rapid cooling after welding.