TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

www.teknolojikarastirmalar.org ISSN:134-4141 Makine Teknolojileri Elektronik Dergisi 25 (4) 1-11 TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR Makale Kaynakla Birleştirilmiş Demir Esaslı Toz Metal Parçaların Kaynak Bölgesinin İncelenmesi Cevdet MERİÇ*, Enver ATİK*, Tümer TÜRÜDÜ** * Celal Bayar Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü-MANİSA ** Celal Bayar Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Mühendisliği Bölümü-MANİSA ÖZET Toz metalden üretilen makine parçaları küçük hacimli olduklarından tek bir makine parçası olarak kullanılır ve birleştirmek veya onarmak için kaynak işlemine gerek duyulmaz. Ancak kullanım alanlarının yaygınlaşması toz metal parçaların boyutlarını da arttırmıştır. Son zamanlarda toz metal parçaların kaynakla birleştirme tekniği üzerinde çalışmalar yoğunlaşmaktadır. Bu çalışmada demir esaslı sinterlenmiş toz metal numuneler elektrik ark kaynağı, MAG ve TIG kaynak yöntemleri ile birleştirilmiştir. Numunelerin kaynak bölgesindeki sertlik dağılımı ve iç yapı değişimleri incelenmiştir. Anahtar kelimeler: Toz Metal, Kaynak. 1. GİRİŞ Malzeme üretimindeki gelişmeler farklı uygulama alanları için farklı malzemeler geliştirilmesini [1] gerektirmiştir. Bu farklı özellikteki malzemelerden birisi de toz metalurjisi (TM) ile üretilen makine parçalarıdır. TM ile üretim yöntemi, istenilen kimyasal kompozisyonu verecek şekilde karıştırılmış metal tozlarının oda sıcaklığında, üretilecek parça şekli ve boyutlarına sahip kalıp içinde sıkıştırılarak şekillendirme ve ardından yüksek sıcaklıkta sinterleme ile gerçekleştirilen bir üretim yöntemidir. TM ile üretilen malzemeler haddeleme, döküm gibi geleneksel imalat yöntemleri ile üretilen malzemelere göre bazı avantajlara sahiptir. Bu avantajlar, üretimi zor olan alaşımları daha kolay üretme, karmaşık şekilli parçaların imalat kolaylığı, yoğunluk kontrolü ve ekonomiklik gibi özelliklerdir [2, 3]. Bununla birlikte TM malzemelerin kaynağı diğer yöntemlerle üretilmiş malzemelerin kaynağından bazı farklılıklar gösterir. Bu malzemelerin birleştirilme işleminde farklılığa neden olan en önemli özellik gözenekliliktir. Gözenek hacmi ve nispi yoğunluk kaynak işlemini ve karakterini etkilemektedir [1]. Gözeneklilik, malzemenin ısıl iletkenlik ve sertleşebilirlik özelliğini değiştirmekte, yapı içerisinde kalan oksit ve impürütelerden dolayı kaynak işlemini ve karakteristiğini etkilemektedir. Gözenek miktarının değişmesi ile malzemede ısı transferi de değişmektedir. Isı transferinin değişimi doğal olarak kaynak parametrelerini ve özelliğini etkilemektedir. Malzemenin gözenek miktarındaki değişimin ısıl iletkenliği değiştirmesinin bir sonucu olarak sertleşebilirlik özelliği de değişmektedir. Çünkü gözenekler ısı transferini yavaşlatmaktadır. Böylece kaynak işlemi esnasında ve sonrasında malzemenin soğuma hızı azalmakta ve bunun sonucu sertleşme eğilimi azalmaktadır [4, 5, 6]. Toz metal parçaların kaynakla birleştirilmelerinde dikkat edilmesi gereken en önemli noktalar tasarım, malzeme seçimi ve birleştirme tekniğidir. Öncelikle birleştirme yapılacak parçalardaki amaçların ne

Teknolojik Araştırmalar : MTED 25 (4) 1-11 Kaynakla Birleştirilmiş Demir Esaslı Toz Metal Parçaların olduğuna karar verilmiş olması gerekir. Bunlar dayanım, boyut sınırları, çevresel faktörler, görünüm ve ekonomikliktir [4, 7]. 2. TOZ METALURJİSİ Toz metalurjisinin amacı, metal ve metalsel tozları ergitmeden basınç ve sıcaklık yardımıyla, dayanıklı cisimler haline sokmaktır. Sinterleme denilen bu ısıl işlem, ergimenin yerini tutmakta ve kullanılan metal tozunun ergime noktasının altındaki bir sıcaklıkta yapılmaktadır. Sinterlenen tozlar 1 ila 4 mikron gibi oldukça küçük boyutlara kadar inebilen metal tanelerinden ibarettir. Belirlenen oranlarda dikkatlice karıştırılan metal tozları, oda sıcaklığında hassas kalıplarda sıkıştırılır. Sıkıştırma işlemi oda sıcaklığında, bazen de daha yüksek sıcaklıklarda yapılır. Fakat sıcakta sıkıştırma imkanı, kalıp matrisi malzemesinin sıkıştırma sıcaklığındaki dayanım değerleri ile sınırlanmıştır. Elde edilen mühendislik ürünü, toz tanecikleri arasındaki metalurjik bağların sağlanabilmesi için bir fırın içinde kontrollü sıcaklıklarda, gerekirse koruyucu bir atmosferde sinterlenir. Sinterleme ile elde edilen parçalara bazen son şekillerini vermek için son bir işlem uygulandığı gibi, sinterleme buna gerek bırakmayacak şekilde de yapılabilir. Sinterlenmiş parçalar, istenilen mekanik özelliklere ve yüzey kalitesine sahiptirler. Genel olarak ilave bir işleme operasyonu gerekmez. Hammadde yaklaşık %1 değerlendirilmiş ve imalat girdileri çok düşük düzeyde tutulmuşlardır. Daha fazla hassasiyet veya dayanım arzu ediliyorsa, parçalara daha sonra ısıl işlem ve kalibrasyon işlemleri de uygulanabilir [8]. TM üretim teknikleri çok esnek olup, teknik olarak geniş imkanlar tanımaktadır. Bilinen bütün metal ve karışımlar, parçanın üretimi için istenilen bileşimi verecek şekilde hazırlanabilir. TM de genel olarak bütün malzemeler basılabilip sinterlenmekle beraber çoğunlukla uygulama alanı olan malzemeler bronz, pirinç, demir, alaşımsız çelikler, bakırlı çelikler, nitelikli çelikler ve alaşımlı çeliklerdir. Tipik olan yatak malzemeleri ise bronz, demirli bronz ve demirdir. Sonuçta amaca uygun olarak yüksek, orta veya düşük gözenekli parçalar imal edilir. Genel uygulama metal filtreler, gözenekli burçlar ve çok geniş kullanım alanı olarak dayanım gerektiren parçalardır. Dayanım gerektiren ve yük taşıyan yataklar genel olarak demir esaslı bakır katkılı çeliklerden üretilmektedir [9]. Demir esaslı toz metal parçaların çekme dayanımları genel olarak 15-45 N/mm 2 olup uzama değerleri %2 ile %5 arasındadır. Bu özellikleriyle gri dökme demir ile karşılaştırılabilirler. Bu tolerans dağılımlarına malzeme cinsi, parça şekli ve üretimde uygulanacak yöntemler etki etmektedir [8]. İşleme operasyonlarının kalkması veya asgariye inmesi, hurda miktarının kalkması veya asgariye inmesi, enerjiden tasarruf, çok hassas tolerans elde edilebilmesi, çok geniş alaşım sistemlerinin elde edilebilmesi, çok temiz bir yüzey kalitesi elde edilebilmesi, ısıl işlem uygulamak suretiyle yüksek dayanımlı ve aşınmaya dayanıklı malzeme imali, kendinden yağlama ve filtrasyon için kontrollü gözenek elde edebilme, normal ve yüksek miktarlarda parça üretimine uygunluğu toz metalurjisinin avantajları olarak sayılabilir. Dezavantajları ise sadece küçük parçaların üretimi, parçaları kalıptan çıkarma güçlüğü, parça kesiti boyunca özelliklerinin değişim göstermesi, çok sermaye gerektirmesi, yüksek kalıp fiyatlarıdır. Gözeneklilik oranı %18-6 arasında olan toz metal parçalar Düşük Yoğunluklu Parçalar (Çok gözenekli) parçalar olarak tanımlanır. %25-6 gözeneklilikteki parçalardan ise genellikle metalik filtreler üretilir. Demir, paslanmaz çelik veya bronz esaslı imal edilebilen bu filtreler, hava, su, yağ veya yakıt devrelerinde kullanılır. %18-5 gözeneklilikteki parçalar ise genellikle uygun yağ emdirilerek kendinden yağlamalı yataklar olarak kullanılır [9]. 2

Meric, C., Atik, E., Türüdü, T. Teknolojik Araştırmalar: MTED 25 (4) 1-11 Hacminin %15-2 kısmı gözenekli olan toz metal parçalar orta yoğunluklu parçalar olarak bilinen ve yatak özelliği istemeyen orta dayanımlı parçalardır. Otomotiv amortisör pistonları, mil kılavuzları, yağ pompa rotor ve dişlileri ile benzeri makine parçaları örnek olarak gösterilebilir [9, 1]. Yüksek yoğunluklu parçalarda (az gözenekli) gözenek oranı %1 dan azdır ve dayanımı yüksek olan parçalardır. Dişliler, kavramalar, kamalar, kilit parçaları gibi çok çeşitli makine parçaları bu şekilde imal edilebilmektedir. Bugün çok çeşitli ve özellikle sanayiinin kullanımına sunulmuş olan demir dışı ve demir esaslı, alaşımlı çelik tozları, yoğunluk, sinterleme sıcaklığı, çift sinterleme, sinter dövme ve çeşitli ısıl işlemler uygulanarak dolu malzemelerinkine çok yakın veya eşdeğer fiziksel özelliklerde sinter parçalar üretilebilmektedir [9, 1]. 2.1. TM Parçaların Kaynak Yöntemleri Kaynak yönteminin seçiminde izafi yoğunluk, malzeme cinsi, parça büyüklüğü gibi parametreler göz önüne alınmaktadır. TM parçaların kaynağında katı hal ve ergitme kaynaklarının kullanıldığı görülmektedir. Birçok metalik malzemelerin birleştirilmelerinde olduğu gibi toz metal parçaların birleştirilmelerinde de ergitmeli ve ergitmesiz kaynak teknikleri başarılı bir şekilde kullanılmaktadır. Düşük yoğunluklu (< 6.5 gr/cm 3 ) toz metal parçaların kaynağında ergitmesiz birleştirme yöntemleri kullanılırken, orta ve yüksek yoğunluklularınkinde (> 7. gr/cm 3 ) ergitmeli kaynak yöntemleri tercih edilmektedir [11]. Lazer kaynağı, difüzyon kaynağı, TIG, MAG, elektrik direnç kaynağı, örtülü elektrotla kaynak gibi yöntemler kullanılarak TM parçaların kaynaklanabilme kabiliyeti üzerine araştırmalar yapılmaktadır [12, 13]. Ergitmeli kaynak yöntemlerinin kullanılması durumunda gözenekli yapı büyük zorluklar oluşturmaktadır. Kaynak işlemi esnasında sinterlenmiş metalin ergime bölgesinde gözeneklerin tamamen ortadan kalkması kaynak dikişinde büyük boşlukların oluşma riskini artırmaktadır. Özellikle iki TM parçanı kaynaklanmasında bu risk daha önemli duruma gelmektedir. Bu durumda ortadan kalkan gözeneklerin oluşturduğu hacimsel boşluk oluşumunu engellemek için özel dolgu malzemesinin kullanımı gerekmektedir [12, 14, 15]. TIG kaynağı metodu ile TM parçalar sağlıklı bir şekilde kaynatılabilmektedir. Bu metot, metalik mühendislik malzemelerin çoğunda uygun neticeler vermektedir. TIG kaynak yönteminde kaynak hızı, ısı girdisi, dolgu metalinin tipi ve tel ergime oranının çok iyi kontrol edilebilmesi, büyük bir avantaj olarak karşımıza çıkmaktadır. Özellikle sertleşebilme ihtimali olan yerlerde ısı girdisinin kontrolü sertliğin azalmasını sağlamaktadır. Kaynakta gerekli tedbirleri almak şartıyla örtülü elektrotla TM parçaların kaynağını yapmak mümkündür. Örtünün içerisinde bulunabilecek nem, oksitlenme ve hidrojenin gözeneklere girmesine sebep olur. Bu metot ile çalışırken elektrotlar mutlaka kurutulmalıdır. Ancak temiz bir ortam ve uygun kaynak parametreleri ile sağlıklı bir birleştirme sağlanabilir. Örtülü elektrot ile ark kaynağında esas metal ile elektrot ucu arasında bir ark oluşturulur ve parçaların birleştirilmesi sağlanır [5]. MIG-MAG kaynağı ile TM parçaların kaynağında kısa devre transferi kullanılmaktadır. TM parçaların çarpılmaması için ısı girdisinin düşük olması gerekir. Sinterlenmiş çelik parçaların kaynağında CO 2 gazı ve ince kaynak telleri (,8-,9 mm) kullanılır. Yüksek karbonlu çelik parçaların kaynağında Isının Tesisi Altındaki Bölgede (ITAB) olabilecek çatlamaları önlemek için ostenitik paslanmaz çelik teller ve asal gazlar kullanılmaktadır. Direnç kaynağında iyi bir temizlik ve gözenek oranı düşük yüzeylerde, iyi ayarlanmış akım zamanı ile boyutsal değişmelerin olmadığı bir birleştirme elde edilebilir [6]. 3

Teknolojik Araştırmalar : MTED 25 (4) 1-11 Kaynakla Birleştirilmiş Demir Esaslı Toz Metal Parçaların 3. DENEYSEL ÇALIŞMALAR 3.1. Malzeme ve Deney Numunelerinin Hazırlanışı Deneylerde piyasadan temin edilen orta ve yüksek yoğunluklu üç çeşit demir esaslı toz metal parça kullanılmıştır. Tablo 1 de deneylerde kullanılan numunelerin tozlarının tane boyutu analizi verilmiştir. Tablo 2 de deneylerde kullanılan TM parçaların kimyasal içeriği ve standart numaraları, Tablo 3 te kullanılan elektrotların kimyasal içerikleri, Tablo 4 te ise demir esaslı toz metal parçaların hangi koşullarda oluşturulduğu verilmiştir. Tablo 1: Deneylerde Kullanılan TM Parçaların Toz Tane Boyutu Analizi. Tane Boyutu Bulunan (%) Teorik (%) + 212 mikron --- max 2 + 141 mikron 9-1 max 14 + 76 mikron 6-7 max 3 + 44 mikron 15-22 --- + 37 mikron.5 --- - 37 mikron.5 max 3 Tablo 2: Deneylerde Kullanılan TM Parçaların Kimyasal İçeriği (% Ağ.). Malzeme Cu C Yağlayıcı (Kenelube) Fe 1 No lu Parça 1.5.6 1 Geri kalan (69.2.16) 2 No lu Parça 2 1 1 Geri kalan (69.2.21) 3 No lu Parça (69.2.21) 2 1.2 1 Geri kalan Tablo 3: Deneylerde Kullanılan Elektrotların Kimyasal İçeriği (% Ağ.). Elektrot C Si Mn Fe SG 2.1.9 1.4 Geri kalan E 51 32 RR 8.8.35.6 Geri kalan Tablo 4: Deneylerde Kullanılan TM Parçaların İşlem Koşulları. Malzeme Sıkıştırma Sıkıştırma Parça Özellik Basıncı (ton/cm Yoğunluğu (gr/cm Boyutları ²) ³) (mm) 1 No lu Parça (69.2.16) 5-5.9 6.4 6.5 24x13x7 Orta Yoğunluklu 2 No lu Parça (69.2.21) 6 6.8 6.85 31x2x15 Yüksek Yoğunluklu 3 No lu Parça (69.2.21) 4.2 6.9 2x13x3 Yüksek Yoğunluklu Tüm parçaların sinterleme koşulları aynı olup, 112ºC de, 3 dakika süre ile propan atmosferi (%4 H, %2 CO, %4 N) ortamında sinterlenmiştir. Boyutları Tablo 4 te belirtilen numuneler ortadan kesilerek 2 no lu numuneye X kaynak ağzı açılmış, 1 ve 3 no lu parçalar kaynak ağzı açılmadan alın kaynağı yapılmıştır. 1 ve 2 no lu parçalara TIG, MAG, Elektrik Ark Kaynağı, 3 no lu parçalara TIG ve MAG kaynağı yapılmıştır. 4

Meric, C., Atik, E., Türüdü, T. Teknolojik Araştırmalar: MTED 25 (4) 1-11 1, 2 ve 3 no lu numunelerden bir grubu (Ar + %12 CO 2 + %2 O 2 ) karışım gazı altında 1.6 mm çapında SG 2 kaynak teli kullanılarak MAG kaynak yöntemi ile birleştirilmiştir. 9 12 A akım şiddeti kullanılmıştır. 1, 2 ve 3 no lu numunelerden bir başka grubu argon gazı altında 2.4 mm çapında SG 2 kaynak teli kullanılarak TIG kaynak yöntemi ile kaynaklanmıştır. 6 1 A akım şiddeti kullanılmıştır. 1 ve 2 no lu numunelerden bir diğer grubu ise E 51 32 RR 8 Rutil tipi kaynak elektrotu ile Elektrik Ark Kaynağı yöntemi kullanılarak kaynak edilmiştir. Akım şiddeti olarak 12 A kullanılmıştır. Kullanılan elektrotun çapı 3.25 mm dir. İçyapı incelemesine tabi tutulacak numuneler kesme işleminden sonra bakalite alınmış, 2, 4, 6, 8 ve 12 numaralı zımparalarla zımparalanmıştır. Daha sonra keçe ile parlatılmıştır. Parlatılan numuneler daha sonra %2 lik Nital ile 8 15 saniye dağlanarak incelemeler yapılmış ve uygun görülen yerlerinden içyapı fotoğrafları alınmıştır. Numunelerin kaynak bölgesinin mikrosertlikleri bir çizgi boyunca belirli aralıklarla ölçülmüştür. Sertlikler Matsuzawe Seiki marka mikrosertlik cihazında,.5 N yük 15 saniye uygulanarak Vickers cinsinden belirlenmiştir. Ölçümler yüzeyden itibaren (y) 1 no lu parça için 1.5 mm, 2 no lu parça için 2.9 mm, 3 no lu parça için.5 mm derinlikten bir çizgi boyunca alınmıştır (Şekil 1). x y 3.2 Deney Sonuçları Ve İrdelenmesi 3.2.1 Mikrosertlik deney sonuçları ve irdelenmesi 1 No lu Parça Şekil 1. Numunelerden sertlik ölçme yönleri. Elektrik ark kaynağı, MAG kaynağı ve TIG kaynağında birleştirilmiş 1 No lu demir esaslı toz metal parçanın kaynak bölgesindeki mikrosertlik dağılımları Şekil 2, 3 ve 4 de verilmiştir. 3 25 2 15 1 5 ELEKTRİK ARK KAYNAĞI 3 25 2 15 1 5 -,9 -,55 MAG KAYNAĞI -,45 -,35 -,25,25,35,45,55,9 -,8 -,5 -,3 -,1,1,25,45,75 Şekil 2: Elektrik Ark Kaynağı ile Birleştirilmiş 1 No lu Parçanın Kaynak Bölgesindeki Sertlik Dağılımı. Şekil 3: MAG Kaynağı ile Birleştirilmiş 1 No lu Parçanın Kaynak Bölgesindeki Sertlik Dağılımı. 5

Teknolojik Araştırmalar : MTED 25 (4) 1-11 Kaynakla Birleştirilmiş Demir Esaslı Toz Metal Parçaların 3 25 2 15 1 5 TIG KAYNAĞI -,79 -,49 -,29 -,19 -,35,35,19,29,49,79 Şekil 4: TIG Kaynağı ile Birleştirilmiş 1 No lu Parçanın Kaynak Bölgesindeki Sertlik Dağılımı. 2 No lu Parça Elektrik ark kaynağı, MAG kaynağı ve TIG kaynağı ile birleştirilmiş 2 No lu demir esaslı toz metal parçanın kaynak bölgesindeki mikrosertlik dağılımları Şekil 5, 6 ve 7 de verilmiştir. 3 25 2 15 1 5 ELEKTRİK ARK KAYNAĞI 3 25 2 15 1 5 MAG KAYNAĞI -1 -,7 -,6 -,5,5,6,7,95 -,13 -,9 -,65 -,45 -,35,35,45,65,9,13 Şekil 5: Elektrik Ark Kaynağı ile Birleştirilmiş 2 No lu Parçanın Kaynak Bölgesindeki Sertlik Dağılımı. Şekil 6: MAG Kaynağı ile Birleştirilmiş 2 No lu Parçanın Kaynak Bölgesindeki Sertlik Dağılımı. 3 25 2 15 1 5 TIG KAYNAĞI -,11 -,7 -,45 -,2,2,45,7,15 Şekil 7: TIG Kaynağı ile Birleştirilmiş 2 No lu Parçanın Kaynak Bölgesindeki Sertlik Dağılımı. 3 No lu Parça MAG kaynağı ve TIG kaynağı ile birleştirilmiş 3 No lu demir esaslı toz metal parçanın kaynak bölgesindeki mikrosertlik dağılımları Şekil 8 ve 9 da verilmiştir. 6

Meric, C., Atik, E., Türüdü, T. Teknolojik Araştırmalar: MTED 25 (4) 1-11 3 25 2 15 1 5 MAG KAYNAĞI -,8 -,4 -,3 -,1 -,9,9,14,26,36,75 Şekil 8: MAG Kaynağı ile Birleştirilmiş 3 No lu Parçanın Kaynak Bölgesindeki Sertlik Dağılımı. 3 25 2 15 1 5 TIG KAYNAĞI -,85 -,71 -,5 -,29 -,15 -,49,49,15,29,5,71,85 Şekil 9: TIG Kaynağı ile Birleştirilmiş 3 No lu Parçanın Kaynak Bölgesindeki Sertlik Dağılımı. 1, 2 ve 3 No lu demir esaslı toz metal parçaların esas metallerindeki mikrosertlik sonuçlarını karşılaştırdığımızda yoğunluk arttıkça ana metal mikrosertliğinin arttığı görülmüştür. Elektrik ark kaynağıyla birleştirilmiş numunelerde ana metalden kaynak metaline doğru mikrosertlik artışı görülmektedir (Şekil 2 ve 5). MAG kaynağıyla birleştirilmiş numunelerde esas metalden ITAB a doğru mikrosertlik artışı görülmektedir. ITAB dan kaynak metaline doğru mikrosertlik azalmaktadır (Şekil 3, 6 ve 8). TIG kaynağıyla birleştirilmiş numunelerde esas metalden ITAB a doğru mikrosertlik artışı görülmektedir. ITAB dan kaynak metaline doğru mikrosertlik azalmaktadır (Şekil 4, 7 ve 9). 1 No lu parça Elektrik Ark Kaynağı, MAG kaynağı ve TIG kaynağı ile kaynaklandığında; MAG kaynağı ile kaynaklanan parçanın kaynak metalindeki mikrosertlik değeri (162 HV); Elektrik ark kaynağı ile kaynaklanan parçanın kaynak metalindeki mikrosertlik değerine (197 HV) göre düşük fakat TIG kaynağı ile kaynaklanan parçanın kaynak metalindeki mikrosertlik değerine (143 HV) göre yüksektir. 2 No lu parça Elektrik ark kaynağı, MAG kaynağı ve TIG kaynağı ile kaynaklandığında; Elektrik ark kaynağı ile kaynaklanan parçanın kaynak metalindeki mikrosertlik değeri (192 HV); TIG kaynağı ile kaynaklanan parçanın kaynak metalindeki mikrosertlik değerine (216 HV) göre düşük fakat MAG kaynağı ile kaynaklanan parçanın kaynak metalindeki mikrosertlik değerine (185 HV) göre yüksektir. 3 no lu parça MAG kaynağı ve TIG kaynağı ile kaynaklandığında; MAG kaynağı ile kaynaklanan parçanın kaynak metalindeki mikrosertlik değeri (186 HV), TIG kaynağı ile kaynaklanan parçanın kaynak metalindeki mikrosertlik değerine (123 HV) göre yüksektir. 7

Teknolojik Araştırmalar : MTED 25 (4) 1-11 Kaynakla Birleştirilmiş Demir Esaslı Toz Metal Parçaların 3.2.2. İçyapı sonuçları ve irdelenmesi 1, 2 ve 3 No lu demir esaslı toz metal parçaların ana metallerinin içyapılarına bakıldığında, sıkıştırma yoğunluğu arttıkça toz metal malzemelerde gözenek miktarının azaldığı görülmektedir (Şekil 1, 11,12). Şekil 1: 1 No lu Parçanın İçyapısı (x 25). Şekil 11: 2 No lu Parçanın İçyapısı (x 25). Şekil 12: 3 No lu Parçanın İçyapısı (x 25). Şekil 13: TIG Kaynağı ile Birleştirilmiş 2 No lu Parçanın ITAB ı (x 4). 2 no lu parçaya TIG ve Elektrik ark kaynağı yapılmıştır. Bu numunelerin tane yapısına baktığımızda elektrik ark kaynağı ile yapılan kaynağın ITAB ında daha iri ve düzensiz taneler görülürken, TIG kaynağı ile yapılan numunelerde daha küçük tanelerin olduğu görülmektedir (Şekil 13 ve 14). 2 no lu parçaya TIG ve Elektrik ark kaynağı yapılmıştır. Bu numunelerin kaynak metali incelendiğinde elektrik ark kaynağı ile elde edilen numunelerde düzensiz, iri taneli ve gelişigüzel yönlenmiş kaynak metali görülmektedir. TIG kaynağı ile elde edilen numunelerde daha düzenli ve sütunsal yapı arz ettiği görülmüştür (Şekil 15 ve 16). 8

Meric, C., Atik, E., Türüdü, T. Teknolojik Araştırmalar: MTED 25 (4) 1-11 Şekil 14: Elektrik Ark Kaynağı ile Birleştirilmiş 2 No lu Parçanın ITAB ı (x 4). Şekil 15: TIG Kaynağı ile Birleştirilmiş 2 No lu Parçanın Kaynak Metali (x 25) Şekil 16: Elektrik Ark Kaynağı ile Birleştirilmiş 2 No lu Parçanın Kaynak Metali (x 25). Şekil 17: MAG Kaynağı ile Birleştirilmiş 1 No lu Parçanın Kaynak Metali (x25). Şekil 18: MAG Kaynağı ile Birleştirilmiş 2 No lu Parçanın Kaynak Metali (x 25). Şekil 19: MAG Kaynağı ile Birleştirilmiş 3 No lu Parçanın Kaynak Metali (x 25). 9

Teknolojik Araştırmalar : MTED 25 (4) 1-11 Kaynakla Birleştirilmiş Demir Esaslı Toz Metal Parçaların Yapılan bu incelemelerden, daha stabil ark sağlayan TIG kaynağında ısı kontrolü ve kaynak hızının iyi ayarlanabilmesi daha iyi bir dikiş elde edilmesini sağladığı anlaşılmıştır. 1, 2, 3 No lu parçalar MAG kaynağı ile kaynaklandığında, bu numunelerin kaynak metali incelendiğinde 3 no lu parçanın kaynak metalinde ince taneli yapı görülmektedir. 1 ve 2 No lu parçanın kaynak metalinde kalın taneli yapı görülmektedir (Şekil 17, 18 ve 19). 4. SONUÇLAR 1- Sıkıştırma yoğunluğu arttıkça, toz metal malzemelerde gözenek miktarı azalmıştır. 2- Sıkıştırma yoğunluğu arttıkça, toz metal malzemelerde sertlik artmıştır. 3- TIG kaynağı ile kaynaklanmış parçanın ITAB ında küçük taneli yapı, elektrik ark kaynağı ile kaynaklanmış parçanın ITAB ında düzensiz, iri taneli yapı oluşmuştur. 4- TIG kaynak metalinin içyapısı elektrik ark kaynağına göre daha düzenlidir. 5. KAYNAKLAR 1. Kurt. A., Toz Metal Malzemelerin Kaynaklanabilirliği, Türk Toz Metalurjisi Derneği Haber Bülteni, Nisan 23 yıl 7, sayı 25, s. 4. 2. Ekşi, A., Sarıtaş, S. Comparıson And Investıgatıon Of Mechanıcal Propertıes Of Bronze And Copper Powders Compressed By Computer-Controlled Unıaxıal Dıe And Cold Isostatıc Pressıng Methods 3 rd International Powder Metallurgy Conference, Turkish Power Metallurgy Assosiation, Ankara, Turkey, pp. 764-83, September 4-8, 22. 3. Demir, A., Sarıtaş, S. Toz Metal Çeliklerin Mekanik Özellikleri AÜ Isparta Makine Mühendisliği Dergisi, Sayı:7, s.1-6, 1993. 4. ASM Handbook Volume 7: Powder Metal Technologies and Applications, Edited by: W.B. Eisen, B.L. Ferguson, R.M. German, R. Iacocca, P.W. Lee, D. Madan, K. Moyer, H. Sanderow, and Y. Trudel Hardbound; Publisher: ASM; Publication Date: 1998; ISBN -8717-387-4. 5. Kurt, A., Gülenç, B., Durgutlu, A., Ergitmeli Kaynak Yöntemleri ile Birleştirilen Hadde-Toz Metal Cu Malzemede ITAB'ın İncelenmesi, 2. Ulusal Toz Metalurjisi Konferansı 15-17 Eylül 1999 s.565-57 ODTÜ ANKARA 6. A.Kurt, M.Türker, B.Gülenç, Saf Demir Tozlarından Sıkıştırılan T/M Parçaların Düşük Karbonlu Çeliğe MIG Kaynağı İle Kaynatılabilirliliğinin Araştırılması, 1. Ulusal Toz Metalurjisi Konferansı, 16-17 Eylül 1996, G.Ü. Mimarlık Müh.Fak. Ankara, sah. 595-62. 7. Sgobba., S., Daniellou, T. Effects of Thermocapillary Forces During Welding of 316L-Type Wrought, Cast and Powder Metallurgy Austenitic Stainless Steels Journal of Materials Processing Technology 143 144 (23) 578 583. 8. TOZMETAL Ticaret ve Sanayi A.Ş. Katalogu, www.tozmetal.com. 9. SİNTER-METAL A.Ş. Katalogu, www.sinter-metal.com. 1. German, R. M., Powder Metallurgy Science, MPIF, New Jersey, USA, 1997, s.219-243. 1

Meric, C., Atik, E., Türüdü, T. Teknolojik Araştırmalar: MTED 25 (4) 1-11 11. Urena, A., Escalera, A, M.D., Gil, L. Infuence of İnterface Reactions on Fracture Mechanisms in TIG Arc-Welded Aluminium Matrix Composites Composites Science and Technology 6 (2) 613-622. 12. Varol, R., Tunay, F, Tüfekçi, K. Toz Metal (T/M) Parçaların Elektron Işın Kaynağı İle Birleştirilmesi, Mühendis ve Makine, Sayı 513, Ekim 22. 13. Yavuz, N., Atik, E.; Demir Esaslı Toz Metallerden Elde Edilen Parçaların Direnç Kaynağı ile Kaynak Edilebilirliğinin İncelenmesi, MATİK 97, Makine Tasarım Teorisi ve Modern İmalat Yöntemleri Konferansı, G.Ü. Teknik Eğitim Fakültesi, Bildiri Kitabı, s. 4-45, Ankara, 1997. 14. Vamsi K. B., Venugopal, P., Prasad R. K. Solid State Joining of Dissimilar Sintered P/M Preform Tubes by Simultaneous Cold Extrusion Materials Science and Engineering A, 386 (24) 31 317. 15. Vamsi K. B., Praveen, K., Venugopal P., Prasad R. K. Improved Weld Strength of P/M Bimetallic Tubes and Transition Joints by Means of Nano Interlayer Particles Materials Science and Engineering A, 394 (25) 277 284. 11