BAKIR VE ÇELİK LEVHALARIN ÖRTÜLÜ ELEKTROD VE TIG KAYNAK YÖNTEMLERİ İLE BİRLEŞTİRİLMESİ VE ARAYÜZEY ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ



Benzer belgeler
Alüminyumun TIG Kaynağında Argon-Hidrojen Gaz Karışımının Mikroyapı ve Mekanik Özelliklere Etkisi

ARK KAYNAK YÖNTEMİ İLE BİRLEŞTİRİLEN OSTENİTİK PASLANMAZ ÇELİK İLE DÜŞÜK KARBONLU ÇELİĞİN MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ

DÜŞÜK KARBONLU ÇELİKLERDE ELEKTRİK ARK VE MAG KAYNAK YÖNTEMLERİNİN MEKANİK ÖZELLİKLERE ETKİSİNİN İNCELENMESİ

316L Paslanmaz Çeliğin TİG Kaynağında Koruyucu Argon Gazına Hidrojen İlavesinin Kaynak Bölgesi Tane Morfolojisine Etkilerinin Araştırılması

ALÜMİNYUMUN TIG KAYNAĞINDA AKIM TÜRÜNÜN KAYNAK METALİ MİKROYAPISI VE DARBE DAYANIMINA ETKİSİ

AISI 304 VE AISI 430 PASLANMAZ ÇELİKLERİN TIG, MIG VE ÖRTÜLÜ ELEKTROD ARK KAYNAĞIYLA BİRLEŞTİRİLEBİLİRLİĞİNİN ARAŞTIRILMASI

THE EXAMINATION OF METALLURGICAL PROPERTIES OF WELDED 6351 ALUMINUM ALLOYS WITH INERT GAS METHODS

Tozaltı Ark Kaynak Yöntemi ile Birleştirilen X60, X65 ve X70 Çeliklerin Kaynak Bölgesinin Etüdü

ERDEMİR 3237 MALZEMESİNİN KAYNAK YÖNTEMLERİNE VE SICAKLIĞA BAĞLI KIRILMA DAVRANIŞININ BELİRLENMESİ

AISI 409 VE Ç1010 ÇELİĞİN ÖSTENİTİK ELEKTROD KULLANARAK MIG KAYNAK YÖNTEMİ İLE BİRLEŞTİRİLMESİ VE MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN ARAŞTIRILMASI

Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi Araştırma Makalesi

POLİTEKNİK DERGİSİ JOURNAL of POLYTECHNIC ISSN: (PRINT), ISSN: (ONLINE)

Ahmet Durgutlu Accepted: March ISSN : ykaya@karabuk.edu.tr Karabuk-Turkey

4000 SERİSİ ALÜMİNYUM LEVHALARIN TIG KAYNAĞINDA AKIM TÜRÜNÜN MİKROYAPI VE MEKANİK ÖZELLİKLERE ETKİSİ

AA 5754 Alüminyum Alaşımının Robot (MIG) Kaynağı ile Birleştirilmesi ve Mikroyapısının İncelenmesi

AISI 1030 Çelik Çiftinin Manuel (GMAW) Ve Sinerjik Kontrollü (GMAW-P) Kaynağında Tane Morfolojisinin Karşılaştırılması

Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi

SÜRTÜNME KARIŞTIRMA KAYNAĞI İLE BİRLEŞTİRİLMİŞ ALÜMİNYUM ALAŞIMLARININ MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN İSTATİSTİKSEL OLARAK İNCELENMESİ

SÜRTÜNME KAYNAĞIYLA BİRLEŞTİRİLMİŞ AISI 1040/DUPLEX PASLANMAZ ÇELİK ÇİFTİNDE SÜRTÜNME SÜRESİNİN MİKROYAPI VE MEKANİK ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ

Prof. Dr. HÜSEYİN UZUN KAYNAK KABİLİYETİ

SÜRTÜNME KARIŞTIRMA VE ELEKTRİK ARK KAYNAK TEKNİKLERİ İLE BİRLEŞTİRİLEN CuZn30 LEVHALARIN MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN KARŞILAŞTIRILMASI

FARKLI MALZEMELERİN KAYNAĞININ DENEYSEL VE TEORİK İNCELENMESİ

ÖRTÜLÜ ELEKTROT ARK KAYNAĞI VE MIG KAYNAĞINDA AKIM ŞİDDETİNİN KAYNAK NÜFUZİYETİNE ETKİSİNİN İNCELENMESİ

GEMİ SACLARININ TOZALTI VE ÖZLÜ TEL KULLANARAK MAG KAYNAĞI İLE BİRLEŞTİRİLMESİ VE MEKANİK ÖZELLİKLERİ

PLAZMA TRANSFER ARK YÖNTEMİYLE FeCr/FeCr+C TOZUNUN DÜŞÜK KARBONLU ÇELİK YÜZEYİNE ALAŞIMLANMASI. Serkan ÖZEL, Bülent KURT, İlyas SOMUNKIRAN

BONDING OF X 2 CrNi 18 9 / G 20 MATERIALS WITH TIG WELDING

DÜŞÜK KARBONLU BİR ÇELİĞİN KAYNAĞINDA TERMOMEKANİK İŞLEMİN MİKROYAPI VE MEKANİK ÖZELLİKLERE ETKİSİ

FARKLI ÇELİKLERE UYGULANAN DEĞİŞEN ISITMA HIZLARININ MEKANİK ÖZELLİKLERE ETKİSİNİN İNCELENMESİ

MIG-MAG KAYNAK METODUNDA KULLANILAN KAYNAK ELEKTROTLARI VE ELEKTROT SEÇİMİ

KAZAN ÇELİKLERİNİN KAYNAK KABİLİYETİ 1. Kazan Çeliklerinin Özellikleri

Nida Katı Sermin Ozan Fırat University, Elazığ-Turkey

Sürtünme Kaynaklı Bakır ve AISI 1040 Çeliğinin Mekanik ve Mikroyapı Özelliklerinin İncelenmesi

KAYNAKLI NUMUNELERİN TAHRİBATLI TESTLERİNİN GÜVENİLİRLİĞİ VE CİHAZ KALİBRASYONU

Kaynak yöntemleri ile birleştirilen bir malzemenin kaynak bölgesinin mikroyapısı incelendiğinde iki ana bölgenin var olduğu görülecektir:

YTÜMAKiNE * A305teyim.com

19 (4), , (4), , 2007

Selçuk Üniversitesi ISSN 1302/6178 Journal of Technical-Online

ALÜMİNYUM ALAŞIMLARININ KAYNAKLANABİLİRLİĞİ VE KAYNAK PARAMETRELERİN MEKANİK ÖZELLİKLERE VE MİKROYAPIYA ETKİSİ ÖZET

İlker EKER a ve İbrahim SEVİM b, * Geliş Tarihi/Received: , Kabul Tarihi/Accepted:

ALÜMİNYUM ALAŞIMLARINDA SİLİSYUMUN KAYNAK DİKİŞİ MEKANİK ÖZELLİKLERİNE ETKİSİNİN İNCELENMESİ

OSTENİTİK PASLANMAZ ÇELİKLERİN TIG KAYNAĞINDA KAYNAK AKIMI VE KOMPOZİSYONUNNUFUZİYETE ETKİSİ

ELKTRİK AMAÇLI ALUMİNYUM KULLANIMI

ULUDAĞ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

LAZERLE KAYNAK İŞLEMİNDE KAYNAK PARAMETRELERİNİN KAYNAK KALİTESİ ÜZERİNDEKİ

Yakup KAYA, Nizamettin KAHRAMAN Karabük üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, Balıklarkayası mevkii, 78050, Karabük

Farklı özellikteki malzemelerin tozaltı ark kaynak yöntemi ile birleştirilmesi ve birleştirmelerin tahribatlı ve tahribatsız muayenesi

İki Farklı Çeliğin Kaynağındaki Uyumsuzluğun İncelenmesi

Tülay Yıldız Accepted: March ISSN : akgur@firat.edu.tr Elazig-Turkey

formülü zamanı da içerdiği zaman alttaki gibi değişecektir.

THE PRODUCTION OF AA5049 ALLOY SHEETS BY TWIN ROLL CASTING

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

Farklı Pozisyonlarda MAG Kaynağı ile Birleştirilen Boruların Kaynak Dikişlerinin Ultrasonik ve Mekanik Muayenesi

FARKLI METALLERİN KAYNAĞINDA GERİLME YIĞILMALARININ İNCELENMESİ

MAG Kaynağı ile Birleştirilmiş SAE 1020 nin Kaynak Bölgesinin İncelenmesi ve Uyumsuzluk Faktörünün Belirlenmesi, C. Meriç, M.

BÖLÜM 4 KAYNAK METALURJİSİ

An investigation on the weldability of S235JR carbon steels and aisi 430 ferritic stainless steels with gas metal arc welding

Çift Fazlı Paslanmaz Çeliklerde Yaşlandırma Koşullarının Mikroyapı Özellikleri Üzerindeki Etkisinin İncelenmesi

GAZALTI VE TOZALTI KAYNAK YÖNTEMLERİYLE BİRLEŞTİRİLMİŞ GEMİ SACININ MEKANİK ÖZELLİKLERİ ÖZET ABSTRACT

SÜRTÜNME KAYNAĞI İLE BİRLEŞTİRİLEN SONDAJ BORULARININ YORULMA DAVRANIŞLARI

SERTLİK ÖLÇME DENEYLERİ

ZIRH ÇELİKLERİN KAYNAĞINDA KAYNAK AĞZI GEOMETRİSİ VE İLAVE TEL OPTİMİZASYONU Kaynaklı İmalatta İyileştirme Çalışmasına Örnek

Ark Kaynağı ile Kaynatılan Ferritik Küresel Grafitli Dökme Demirlere Öntav Sıcaklığının Mikroyapı ve Mekanik Özelliklere Etkisi

Kutay Mertcan AYÇİÇEK. Kaynak Mühendisi Maden Mühendisi İş Güvenliği Uzmanı

Yüksek Mukavemetli Düşük Alaşımlı Çeliklerin Kaynağı. Özlem Karaman Metalurji ve Malzeme Mühendisi Kaynak Mühendisi

PLASTİK ŞEKİL VERME YÖNTEMİ

MANTARI SERTLEŞTİRİLMİŞ R260 KALİTE RAYLARIN AŞINMA ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ

Nizamettin KAHRAMAN* ZKU, Karabük Technical Education Faculty, Karabuk

Gaz Tungsten Ark Kaynak Yöntemiyle AISI 304 Paslanmaz Çelik Yüzeyinde Üretilen M 7 C 3 Takviyeli Kompozit Kaplamaların Mikroyapısı

TERMOPLASTİK POLİMERLERİN SÜRTÜNME KARIŞTIRMA NOKTA KAYNAĞINA BAKALİT ARA TABAKA TOZUNUN ETKİSİ

Kaynak nedir? Aynı veya benzer alaşımlı maddelerin ısı tesiri altında birleştirilmelerine Kaynak adı verilir.

AISI 430/AISI 1030 Çelik Çiftinin Manuel (MIG) ve Sinerjik Kontrollü Darbeli (MIG-P) Kaynağının Mikroyapı ve Sertlik Üzerine Etkisi

METAL KAYNAĞI METALİK MALZEMELERİ,

İNTERMETALİK MALZEMELER. Doç. Dr. Özkan ÖZDEMİR (DERS NOTLARI-4)

ARD GERMELİ PREFABRİK KOLON-KİRİŞ BİRLEŞİMLERİNDE ARD GERME DONATISININ MİKTARI VE ARD GERME ORANI ÜZERİNE DENEYSEL ÇALIŞMA

İleri Teknoloji Bilimleri Dergisi Journal of Advanced Technology Sciences ISSN:

Cinsiyet Eşitliği MALTA, PORTEKİZ VE TÜRKİYE DE İSTİHDAM ALANINDA CİNSİYET EŞİTLİĞİ İLE İLGİLİ GÖSTERGELER. Avrupa Birliği

SKK YÖNTEMİYLE BİRLEŞTİRİLEN ALÜMİNYUM ALAŞIMLARINDA İŞLEM PARAMETRELERİNİN MİKROYAPI VE MEKANİK ÖZELLİKLER ÜZERİNDEKİ ETKİSİ

MIG-MAG GAZALTI KAYNAĞINDA KAYNAK PAMETRELERİ VE SEÇİMİ

MAKİNE VE TEÇHİZAT İŞLERİNDE İSG

ÖZGEÇMİŞ. Lisans Metal Eğitimi Gazi Üniversitesi, Teknik Eğitim Fakültesi 1994

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

AN INVESTIGATION ON THE PRODUCIBILITY OF TRAIN WHEELS BY CASTING METHOD

GAZALTI TIG KAYNAĞI A. GİRİŞ

İnce ve Kalın Kesitli SiMo Küresel Dökme Demirlerin, Isıl İşlem Öncesinde ve Sonrasında Mikroyapı ve Mekanik Özellikleri

DERS BİLGİ FORMU Dersin Adı Alan Meslek/Dal Dersin okutulacağı Dönem /Sınıf/Yıl Süre Dersin amacı Dersin tanımı Dersin Ön Koşulları Ders ile

TEKNOLOJĐK ARAŞTIRMALAR

EKSTRÜZYON KALIPÇILIĞI DERSİ ÇALIŞMA SORULARI. a. Matkap tezgâhı. b. Taşlama tezgâhı. c. Freze tezgâhı. d. Torna tezgâhı. a. Kalıp boşluklarını işleme

15 th International Materials Symposium (IMSP 2014) October 2014 Pamukkale University Denizli - Turkey

Öğrenim Durumu Derece Alan Üniversite Mezuniyet Yılı. Tezler Derece Tez Danışman

Isıl işlem, katı haldeki metal ve alaşımlarına belirli özellikler kazandırmak amacıyla bir veya daha çok sayıda, yerine göre birbiri peşine uygulanan

AISI 304 Paslanmaz Çelik Boruların, TIG ve Orbital Kaynak ile Birleştirilmesinde Kaynak Özelliklerinin Araştırılması

TIG Kaynak Akımının Boru-Flanş Birleştirlerde Açısal Distorsiyona Etkisi

Zırh Çeliklerinde Kaynak Ağzı Tasarımının Metalurjik ve Mekanik Özelliklere Etkisinin Araştırılması

Kobalt Esaslı Elektrotlarla Kaplanan Malzemelerin İç Yapı ve Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi

TIG GAZALTI KAYNAK YÖNTEMİNDE KULLANILAN GAZLAR VE ÖZELLİKLERİ PROF. DR. HÜSEYİN UZUN HOŞGELDİNİZ

MALZEME BİLİMİ VE MÜHENDİSLİĞİ. Malzeme Üretim Laboratuarı I Deney Föyü NİCEL (KANTİTATİF) METALOGRAFİ. DENEYİN ADI: Nicel (Kantitatif) Metalografi

Kaynak Metalurjisi ve Teknolojisi (MATE 442) Ders Detayları

Sürtünme Kaynağının Uygulamaları ve Sınırları. Sürtünme Karıştırma Kaynağı. Sürtünme Karıştırma Kaynağı. Sürtünme Karıştırma Kaynağı

SÜRTÜNME KARIŞTIRMA KAYNAĞINDA KAYNAK HIZININ BİRLEŞEBİLİRLİĞE ETKİSİ

AISI 430 Çelik Çiftinin Manuel (GMAW) Ve Sinerjik Kontrollü (GMAW-P) Kaynağında Isı Girdisinin Mikroyapı Üzerindeki Etkisi

Transkript:

Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Der. J. Fac. Eng. Arch. Gazi Univ. Cilt 20, No 2, 183-189, 2005 Vol 20, No 2, 183-189, 2005 BAKIR VE ÇELİK LEVHALARIN ÖRTÜLÜ ELEKTROD VE TIG KAYNAK YÖNTEMLERİ İLE BİRLEŞTİRİLMESİ VE ARAYÜZEY ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ Ahmet DURGUTLU*, Nizamettin KAHRAMAN** ve Behçet GÜLENÇ* * Metal Eğitimi Bölümü, Teknik Eğitim Fakültesi, Gazi Üniversitesi, Ankara durgutlu@gazi.edu.tr, behcetg@gazi.edu.tr ** Metal Eğitimi Bölümü, Karabük Teknik Eğitim Fakültesi, Zonguldak Karaelmas Üniversitesi, Karabük nizamettinkahraman@hotmail.com (Geliş/Received: 14.5.2004; Kabul/Accepted: 23.02.2005) ÖZET Bu çalışmada, düşük karbonlu çelik ile bakır levhalar örtülü elektrod ark ve TIG kaynak yöntemi ile birleştirilmiş ve kaynak bağlantılarının mekanik ve mikroyapı özellikleri araştırılmıştır. Kaynaklı numunelere çekme, eğme ve sertlik testleri uygulanmış ayrıca optik mikroskop ve SEM incelemeleri gerçekleştirilmiştir. Çekme testleri sonucunda kopma bütün numunelerde kaynak bölgesi dışında ve birleşmenin bakır tarafında meydana gelmiştir. Eğme testi sonucunda kaynaklı bölgede gözle görülebilir herhangi bir hataya rastlanılmamıştır. Sertlik ölçümleri sonucunda, örtülü elektrod ile birleştirilmiş numunelerde ölçülen sertlik değerlerinin TIG kaynağı ile birleştirilmiş numunelerde ölçülen sertlik değerlerinden daha yüksek olduğu ve her iki kaynak yönteminde de kaynak metali sertliklerinin çelik malzemeden düşük, bakır malzemeden ise daha yüksek olduğu tespit edilmiştir. Mikroyapı incelemelerinde ise, birleşme bölgelerinde düzenli bir kaynak geçişinin olduğu ve TIG kaynak yöntemi ile birleştirilen numunelerde ısı girdisinin fazlalığı nedeni ile tane yapısının diğer kaynak yöntemine göre daha iri bir hal aldığı görülmüştür. Anahtar Kelimeler: Örtülü elektrod ark kaynağı, TIG kaynağı, bakır, farklı metallerin kaynağı. JOINING OF COPPER AND STEEL PLATES BY SHIELDED METAL ARC AND TIG WELDING METHODS AND INVESTIGATION OF THEIR INTERFACE PROPERTIES ABSTRACT In this study, low carbon steel and copper plates were welded to each other by shielded metal arc and tungsten arc welding processes. Mechanical and microstructural properties of the joints were investigated. Tensile, bending and hardness tests of the welded specimens were conducted. Optical microscopy and SEM studies were carried out, in order to make the microstructural evaluation. During the tensile tests of the welded specimens, fracture occurred in the copper side apart from the weld region. Macro examination of the bended specimens showed no crack and tears. The results showed that hardnesses of the shielded metal arc welded specimens were higher than those of tungsten arc welded samples. However, hardness values of the weld metal were found to be lower than those of the low carbon steel but it was found to be higher than those of the copper side. From the results of metallographic examination, a uniform transition from parent metal to weld metal was observed in the weld region and more grain growth was observed in TIG welding specimens due to higher heat input when compared to the shielded metal arc welded samples. Keywords: Shielded metal arc welding, Tungsten arc welding, copper, dissimilar metals welding.

A. Durgutlu vd. ve Levhaların Örtülü Elektrod ve TIG Kaynak Yöntemleri ile Birleştirilmesi ve Arayüzey Özelliklerinin İncelenmesi 1. GİRİŞ Günümüz endüstrisinde kullanılan malzeme çeşitlerinin artması farklı özellikler gerektiren yerlerde farklı metal bağlantılarının gerekliliği ve özellikle son yıllarda ekonomik faktörlerin giderek önem kazanması farklı özelliklere sahip malzemelerin birbirleriyle birleştirilmesi zorunluluğunu doğurmaktadır [1]. Farklı metallerin kaynağı, genellikle katı hal kaynak yöntemleri ile yapılmasına rağmen elektrik ark ve TIG kaynak yöntemleri ile de yapılabilmektedir. Elektrik ark kaynağında kaynak için gerekli ısı, elektrik arkı tarafından sağlanmaktadır. Kaynak ağzını doldurmak için gerekli ek kaynak metalinin katılma biçimi ve kaynak bölgesinin havanın olumsuz etkilerinden korunma biçimine göre çok çeşitli ark kaynak yöntemleri geliştirilmiştir. Günümüzde en yaygın kullanılan ergitme kaynağı yöntemleri elektrik ark kaynağı yöntemleridir [2]. Örtülü elektrodla ark kaynağında ark, kaynak banyosunu oluşturmak üzere esas metali ve elektrodu ergitir. Kaynak banyosu elektrodtaki örtü nedeniyle oluşan ergimiş curuf tabakası ve gaz tarafından korunur [3]. TIG kaynağı yüksek kalitede kaynak metali elde etmek için kullanılan kaynak yöntemlerinden biridir [4]. Tükenmeyen bir tungsten elektrod ve arkın bir soy gaz tarafından korunduğu TIG kaynağı, son derece önemli bir ark kaynak yöntemidir [5,6]. Bu yöntemde, tungsten elektrod ile iş parçası arasında bir elektrik arkı oluşturulur. Ark bölgesi soy gaz veya karışımları ile korunur [7]. Bu kaynak yönteminde genel olarak tek bir elektrod kullanılmasına rağmen, bazı durumlarda birkaç elektrod da kullanılabilmektedir [8]. Bu kaynak metodu paslanmaz çelik, alüminyum, magnezyum, bakır ve diğer bir çok demir dışı metaller gibi kaynak yapılması zor olan metallerin kaynatılmasında yaygın olarak kullanılır [9,10]. Farklı metallerin kaynağında, farklı metallerden birini ön plana alarak ilave metal seçimi yapmak, yüksek ve düşük ısıl genleşmelere sahip malzemeler için yetersizdir. Isıl genleşmeleri farklı olan metallerin ısıl genleşme katsayılarının ortasına tesadüf eden bir ilave metal seçerek, gerilme yoğunluğunu nispeten azaltmak mümkündür [11]. Farklı iki malzemenin kaynak ile birleştirilmesi ve bunun için en uygun ilave metalin seçilmesi oldukça zor bir problemdir. Örtülü elektrod ile ark kaynağının en önemli konusu genellikle yapılacak işin gereksinimine uygun elektrodun seçimidir. Hatalı yapılacak elektrod seçimi zaman ve malzeme kaybına neden olabileceği gibi sonuçta sağlıksız bir kaynak dikişi verecektir [12]. Kaynaklı numunelere uygulanan çekme, eğme, sertlik, çentik darbe, mikroyapı ve hidrostatik testler tahribatlı muayene yöntemlerini oluşturmaktadır. Bu testler, kaynak bölgesinin mekanik özelliklerinin ana malzemeye göre daha iyi, eşit veya daha kötü olduğunu belirlemek için kullanılır [13]. Elektrik sistemlerinde ve iyi elektrik iletkenliği istenen yerlerde, ayrıca ısı değiştiricilerde en çok kullanılan metaller bakır ve çelik malzemelerdir. ve çelik bağlantılar, ısı kaybının olmaması ve kullanım esnasında aşırı ısınmadan sakınılması gereken yerlerde oldukça sağlam olmalıdır. Endüstride büyük öneme sahip olan bakır ve çelik malzemelerin, genellikle katı hal kaynak yöntemleri ile birleştirildiği bilinmektedir. Bu çalışmada, bu tür malzemelerin ergitmeli kaynak yöntemleri ile de birleştirilebilirliği araştırılmıştır. Bu amaçla, düşük karbonlu çelik ile bakır levhalar, örtülü elektrod ve TIG kaynak yöntemleri ile birleştirilerek kaynaklı bölgelerin mekanik ve mikroyapı özellikleri incelenmiştir. 2. DENEYSEL ÇALIŞMALAR Bu çalışmada, 300x100x4 mm ebatlarında düşük karbonlu çelik levhalar ile yine aynı ebatlarda bakır levhalar örtülü elektrod ve TIG kaynak yöntemi ile 3,25 mm çapında bronz elektrod kullanılarak birleştirilmişlerdir. Deneysel çalışmalarda kullanılan bakır levhalar ticari saflıkta (% 99,9) olup çekme dayanımı 290 N/mm 2 ve sertliği 105 HV olarak ölçülmüştür. Yine deneylerde kullanılan düşük karbonlu çelik levhaların kimyasal bileşimi ve bazı mekanik özellikleri Tablo 1 de verilmiştir. Tablo 1. Deneylerde kullanılan çelik levhanın kimyasal bileşimi ve mekanik özellikleri Max. Çek.Day. Sertlik Element C Si Mn P Cr Ni S N/mm 2 HV Ağ. (%) 0,164 0,054 0,423 0,006 0,011 0,002 0,008 480 180 Kaynak yapılacak bakır ve düşük karbonlu çelik levhalara öncelikle 30 0 lik bir kaynak ağzı açılmış ve levhalar aralarında 2 mm boşluk kalacak şekilde 100 mm aralıklarla puntalama işlemine tabi tutulmuşlardır. Hem örtülü elektrod hem de TIG kaynağında kullanılan bronz elektrodun (DIN 1733:E S Cu Sn 7) bazı özellikleri Tablo 2 de verilmiştir. Örtülü elektrod ark kaynağında kullanılan elektrod, örtüsü kırıldıktan sonra zımparalanmış ve kimyasal temizleyici ile temizlendikten sonra TIG kaynağında ilave metal olarak kullanılmıştır. Tablo 2. Kullanılan bronz elektrodun bazı özellikleri Kaynak Metalinin Tipik Bileşimi Sertlik Akım Tipi % 0,5 Mn, % 0,15 P, % 7 Sn, Kalan Cu 95 HB DC (+) AC min 50 V Deneylerde kullanılan örtülü elektrotlar 300 o C de 5 saat kurutma işlemine tabi tutulmuşlardır. Birleştirme işlemleri, Tablo 3 te verilen parametreler dahilinde 25-225 Amper değerleri arasında akım verebilen Redresör tipi kaynak makinesi ve CEMONT T 301 tipi TIG kaynak makinesi ile gerçekleştirilmiştir. 184 Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Der. Cilt 20, No 2, 2005

ve Levhaların Örtülü Elektrod ve TIG Kaynak Yöntemleri ile Birleştirilmesi ve Arayüzey Özelliklerinin İncelenmesi A. Durgutlu vd. Tablo 3. Kullanılan kaynak parametreleri Kaynak Kaynak akımı Kaynak hızı Gaz basıncı yöntemi Amper cm/dk (Argon) lt/dk Akım tipi Örtülü elektrod 120 10 - DC (+) TIG kaynağı 120 6 12 DC (-) Örtülü elektrod ark kaynağı işlemleri esnasında kullanılan kaynak akım değeri devreye bağlanan bir ampermetre ile takip edilmiştir. Öncelikle farklı kaynak parametreleri (akım değeri, kaynak hızı, koruyucu gaz miktarı, ara boşluk mesafesi) kullanılarak pilot çalışmalar yapılmış ve bu şekilde ideal birleşmeleri sağlayacak optimum değerler belirlenmiştir. ın ısı ve elektrik iletkenliğinin çeliğe göre yüksek olması nedeniyle [14] deneysel çalışmalarımız esnasında kaynaktan önce bakır levhalar yaklaşık olarak 250 o C lik bir ön ısıtmaya tabi tutulmuştur. Bütün kaynak işlemlerinde ısı kaybını önlemek için refrakter bir altlık kullanılmış ve kaynak yapılan malzemeler açık havada soğutulduktan sonra curuflarından temizlenmişlerdir. Kaynaklı numunelerden 4 er adet çekme, 3 er adet eğme, 1 er adet mikroyapı ve 1 er adet sertlik numunesi hazırlanmıştır. Çekme numuneleri, TS 138 EN 10002-1 e göre ve eğme numuneleri ise TS 282 pr EN 910 a göre freze tezgahında işlenerek hazırlanmıştır. Birleştirmelere uygulanan çekme ve eğme işlemleri INSTRON MFL SYSTEM tipi cihaz ile 1 mm/dk ilerleme hızında gerçekleştirilmiştir. Mikroyapı ve sertlik numuneleri bakalite alma işlemlerine tabi tutulmuş ve standart yöntemlerle zımparalama, parlatma ve dağlama işlemleri gerçekleştirilmiştir. Dağlama işlemleri iki kademede gerçekleştirilmiş olup öncelikle birleştirmelerin bakır tarafı Kroll dağlayıcısı ile, daha sonra diğer taraf % 2 Nital ile dağlanmıştır. Birleştirmelerin mikroyapı görüntüleri PRIOR marka optik mikroskop ve JSM 6360 LV model SEM cihazı ile elde edilirken, sertlikler INSTRON WOLPERT marka cihaz ile HV cinsinden ölçülmüştür. Sertlik ölçümlerinde 1 kg yük kullanılmış ve her bir bölgede gerçekleştirilen 5 ölçüm sonucunun ortalaması alınmıştır. 3. DENEY SONUÇLARI VE TARTIŞMA Düşük karbonlu çelik ile bakır levhaların örtülü elektrod ve TIG kaynağı ile birleştirilmesinden sonra, kaynaklı numunelerden elde edilen çekme deney sonuçları Tablo 4 de verilmiştir. Kaynaklı numunelere yapılan çekme testleri sonucunda bütün numunelerde kopma işlemi kaynaklı numunenin bakır tarafında ve bakır malzemenin çekme Tablo 4. Çekme deney sonuçları Max. Kesit Uzama Çek.Day. daralması (%) (N/mm 2 ) (%) Kopmanın gerçekleştiği bölge Orijinal 290 31 34 Çekme boyu ortası Ört. elektrod 286 37 48,7 Cu malzemenin çekme boyu ortası TIG kaynağı 284 42 55 Cu malzemenin çekme boyu ortası boyu ortasından gerçekleşmiştir. Birleştirmenin düşük karbonlu çelik tarafında gözle görülebilir herhangi bir tahribat meydana gelmemiştir. Çekme testleri sonucunda kopma işleminin bakır malzemeden olmasının sebebi, orijinal düşük karbonlu çelik malzemenin çekme dayanımının (Max. çekme dayanımı 480 N/mm 2 ) bakır malzemeye göre (Max. çekme dayanımı 290 N/mm 2 ) daha yüksek olmasıdır. Tablo 4 incelendiğinde her iki birleştirme yöntemi sonucunda elde edilen numunelerin Max. çekme mukavemetleri, orijinal bakır malzemenin çekme dayanımından düşük bulunduğu görülmektedir. Bunun sebebi, hadde ürünü olan orijinal bakır malzemenin kaynaktan önce 250 o C ye kadar tavlanması ve kaynak esnasındaki ısı girdisi sebebi ile yeniden kristallenip, yumuşamasıdır. Bu sebepten dolayı bakır malzemenin max. çekme dayanımında bir düşüş meydana gelmiştir. Çekme testleri sonucunda bakır malzemedeki süneklik artışları da bu sonucu desteklemektedir. Tablo 4 de orijinal ve kaynaklı numunelerden ölçülen % uzama ve % kesit daralması değerlerinin de farklılık gösterdiği görülmektedir. Burada, hem örtülü elektrod hem de TIG kaynağı ile birleştirilmiş kaynaklı numunelerden ölçülen % uzama ve % kesit daralmalarının orijinal malzemelerden ölçülen değerlerden daha yüksek olduğu görülmektedir. Ayrıca, TIG kaynağı ile birleştirilmiş numunelerden ölçülen % uzama ve % kesit daralmalarının örtülü elektrod ile birleştirilmiş numunelerden daha yüksek olduğu görülmektedir. Bunun sebebi, kaynak esnasında malzemelere uygulanan ısı girdisi miktarının değişiminden kaynaklanmaktadır. Kaynak esnasında malzemeye uygulanan ısı girdisi miktarı ITAB ın genişlemesine neden olmaktadır. Nakata ve arkadaşları [15], TIG kaynağı ile paslanmaz çelik levhaları birleştirmişler ve kaynak tekniğinde düşük ısı girdisinin, ana malzemelerin stres bölgelerinin ve ısının tesiri altında kalan bölgenin azalmasına neden olduğunu belirtmişlerdir. Kaynak esnasında uygulanan ısı girdisi; ark gerilimi, ark akımı ve kaynak hızı tarafından belirlenmektedir [3,16]. Yapılan birleştirmelerde, TIG kaynağında kullanılan kaynak hızının (6 cm/dk) örtülü elektrod ark kaynağında kullanılan kaynak hızından (10 cm/dk) daha düşük olması, TIG kaynağı ile birleştirilmiş numunelere verilen ısı girdisinin daha fazla olmasına neden olmaktadır. Bu durumda da birleştirmenin bakır tarafında yeniden kristalleşerek yumuşayan bölgenin genişliği artmaktadır. Bu nedenle TIG kaynağı ile birleştirilen bakırın % uzama ve % kesit daralması örtülü elektrodla birleştirilen bakırınkine göre daha fazla artış göstermiştir (Tablo 4).Yine ısı girdisindeki bu farklılık max. çekme dayanımlarında da kendini göstermiştir. Örtülü elektrod ve TIG kaynağı için elde edilen max. çekme dayanımları karşılaştırıldığında, TIG kaynağında yüksek ısı girdisi nedeniyle yeniden kristalleşerek yumuşayan bölgenin genişliğindeki artış max. çekme dayanımındaki düşüşe sebep olmuştur. Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Der. Cilt 20, No 2, 2005 185

A. Durgutlu vd. ve Levhaların Örtülü Elektrod ve TIG Kaynak Yöntemleri ile Birleştirilmesi ve Arayüzey Özelliklerinin İncelenmesi Kaynaklı numunelere, standartlarda belirtildiği şekilde eğme işlemleri uygulanmış ve uygulanan 180 o lik eğme testleri sonucunda numunelerin birleşme bölgelerinde gözle görülebilir herhangi bir hataya rastlanılmamıştır (Şekil 1). Şekil 1. Kaynaklı numunelerin eğme testi sonrası görüntüleri Kaynaklı birleştirmelerin kaynak bölgelerinden elde edilen sertlik değerleri Şekil 2 de görülmektedir. Şekil 2 incelendiğinde, örtülü elektrod ark kaynak yöntemi ile birleştirilmiş kaynaklı numunelerin kaynak metalinden elde edilen sertlik değerlerinin TIG kaynak yöntemi ile birleştirilmiş kaynaklı numunelerden daha yüksek olduğu görülmüştür. Bilindiği üzere elektrod örtüsünün görevlerinden biride gerektiği hallerde kaynak dikişini alaşımlandırmaktır [2]. Bronz elektrodun örtüsünde var olan manganez ve fosfor elektrik ark kaynağı ile birleştirilmiş numunelerin kaynak metallerini alaşımlandırmış ve kaynak metalinin sertliğinin yükselmesine neden olmuştur. TIG kaynağında ilave metal olarak kullanılan elektrod, örtüsünden arındırıldığı için bu etkisini gösterememiştir. Sertlik (HV1) 225 200 175 150 125 100 75 ITAB Düşük karbonlu çelik Kaynak dikişi Kaynak metali ITAB TIG kaynağı Örtülü eletrod kay. 17 mm 50 0 92 74 56 38 10 0 12 1 14 3 16 5 18 7 920 11 22 24 Mesafe (mm) Şekil 2. Kaynaklı numunelerden ölçülen sertlik bölgeleri ve değerleri Kaynaklı numunelerin ısının tesiri altında kalan bölgelerinden ölçülen sertlik değerleri incelendiğinde, yine örtülü elektrod ile birleştirilmiş numunelerin daha sert olduğu dikkat çekmektedir. Bunun sebebi, örtülü elektrod ark kaynağında kaynak hızına bağlı olarak kullanılan daha düşük ısı girdisi nedeniyle meydana gelen daha yüksek soğuma hızına bağlanmaktadır. Kaynak esnasında her iki kaynak yönteminde de bakır malzeme tarafında (ITAB) bir yumuşama meydana gelirken, düşük karbonlu çelik malzeme tarafında (ITAB) sertleşmenin meydana geldiği görülmüştür. tarafında meydana gelen yumuşama hadde bakır mamulün kaynak esnasında yeniden kristalleşmesinden kaynaklanmakta olup, bu durum TIG kaynağında ısı girdisinin fazla oluşundan dolayı daha da belirgin olarak görülmektedir. Kaynaklı numunelerin düşük karbonlu çelik tarafında ise yüksek sıcaklık sonucu meydana gelen iri taneli bölgenin devamında sertlikte giderek bir azalma tespit edilmiştir. Literatürde de [17,18] ITAB da iri taneli bölgedeki bu sertlik artışı yüksek sıcaklık ile oluşan iri taneli ostenit yapının soğumayla birlikte düşük sıcaklık dönüşüm ürünlerinin oluşumunu desteklemesi ile izah edilebilir olduğu bildirilmektedir. Kaynaklı numunelerden yapılan ölçümlerde ITAB ın dışına çıkıldığında elde edilen sertlik değerlerinin orijinal malzemelerden ölçülen sertlik değerleri ile yaklaşık aynı olduğu görülmüştür. Şekil 3 ve 4 örtülü elektrod ark kaynağı ile birleştirilmiş kaynaklı numunelerin, Şekil 5 ve 6 ise TIG kaynağı ile birleştirilmiş numunelerin optik mikroskop ve SEM de elde edilen mikroyapılarını göstermektedir. Bilindiği üzere kaynak metali ilave metal ve ana malzemenin karışımından meydana gelmektedir. Literatürde de [16], bu oluşum belirtilmekle beraber kaynak dikişinde ark esnasında yüksek sıcaklık sebebi ile türbülans olduğu ve iyi bir karışımın meydana geldiği bildirilmektedir. Deneysel çalışmalarda kullanılan ilave metal bakır esaslı bir elektrod olduğundan elde edilen kaynak metallerinde bakır oranı oldukça yüksek olup bu hem örtülü elektrod hem de TIG kaynaklı birleştirmelerin mikroyapı fotoğraflarında görülebilmektedir. Şekil 3 ve 4 de verilen, örtülü elektrod ile birleştirilmiş numunelerin mikroyapı fotoğraflarına bakıldığında, kaynak metali ile hem çelik hem de bakır malzeme arasında düzenli bir geçiş bölgesinin olduğu görülmektedir. Birleştirmelerin çelik tarafında mikroyapı fotoğrafından da görüldüğü gibi kaynak metali ile esas metal arasındaki geçiş bölgesi belirgin bir şekilde görülürken, kullanılan elektrodun bileşimine bağlı olarak bu bölge bakır malzeme tarafında belirgin bir çizgi şeklinde oluşmamıştır. Kullanılan bronz elektrod bakır esaslı bir ilave metal olduğundan bakır olan esas metal ile uyum sağlamış ve kaynak metali esas metalin bir devamı şeklinde oluşmuştur. Ayrıca deneysel çalışmalar esnasında kaynaklı birleştirmelere uygulanan mekanik testlerde de (çekme ve eğme) birleşme bölgelerinden kopma veya ayrılmaların meydana gelmemesi gerçekleştirilen birleştirmelerin sağlıklı olduğunu göstermektedir. 186 Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Der. Cilt 20, No 2, 2005

ve Levhaların Örtülü Elektrod ve TIG Kaynak Yöntemleri ile Birleştirilmesi ve Arayüzey Özelliklerinin İncelenmesi A. Durgutlu vd. 25µm 25µm 25µm Şekil 3. Örtülü elektrod ile birleştirilmiş numunelerin optik mikroskop görüntüleri Şekil 4. Örtülü elektrod ile birleştirilmiş numunelerin SEM görüntüleri Şekil 5 ve 6 da görülen TIG kaynak yöntemi ile birleştirilmiş numunelerin mikroyapı fotoğraflarına bakıldığında ise, örtülü elektrod kaynak yöntemi ile birleştirilmiş numunelerin mikroyapı fotoğrafları ile benzerlik göze çarpmaktadır. Bu kaynak yönteminde de ilave metal olarak bronz elektrod kullanıldığından kaynak metali ile esas metalin geçiş bölgeleri arasındaki fark bakır ve çelik malzemede kendini göstermektedir. Yine, örtülü elektrod ark kaynağında olduğu gibi bu kaynak yönteminde de bakır malzeme ile kaynak metali geçiş bölgesi bir çizgi şeklinde değil homojen bir şekilde karışmış bir geçiş bölgesi olarak karşımıza çıkmaktadır. nin çelik malzeme tarafındaki geçiş bölgesi ise belirgin bir çizgi şeklinde oluşmuş ve kaynak metali ile esas metal birbirinden rahatlıkla ayırt edilebilir bir hal almıştır. Geçiş bölgelerinde meydana gelen bu farklılığın sebebi ise yine örtülü elektrod kaynağında olduğu gibi elektrodun bakır esaslı bir ilave metal olmasıdır. Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Der. Cilt 20, No 2, 2005 187

A. Durgutlu vd. ve Levhaların Örtülü Elektrod ve TIG Kaynak Yöntemleri ile Birleştirilmesi ve Arayüzey Özelliklerinin İncelenmesi 25µm 25µm 25µm Şekil 5. TIG kaynağı ile birleştirilmiş numunelerin optik mikroskop görüntüleri Şekil 6. TIG kaynağı ile birleştirilmiş numunelerin SEM görüntüleri Örtülü elektrod ve TIG kaynak yöntemleri ile birleştirilen numunelerin tümünden elde edilen mikroyapı fotoğrafları incelendiğinde, aynı büyütmede olmalarına rağmen, TIG kaynak yöntemi ile birleştirilen numunelerin kaynak metali ve geçiş bölgelerindeki tanelerin örtülü elektrod ark kaynak yöntemine nazaran biraz daha iri bir hal aldığı göze çarpmaktadır. Bunun sebebi, birleştirme esnasında malzemelere uygulanan farklı ısı girdisidir. Kaynak yönteminin özelliğine bağlı olarak TIG kaynak yönteminde kaynak hızı 6 cm/dk iken örtülü elektrod ark kaynağında kaynak hızı 10 cm/dk seçilmiştir. Kaynak hızında olan bu değişim de malzemelere uygulanan ısı girdisi miktarını değiştirmiştir. Isı girdisinin artışı ile beraber TIG kaynak yöntemi ile kaynaklanan malzemelerin tane ebatlarında da bir artış meydana gelmiştir. 188 Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Der. Cilt 20, No 2, 2005

ve Levhaların Örtülü Elektrod ve TIG Kaynak Yöntemleri ile Birleştirilmesi ve Arayüzey Özelliklerinin İncelenmesi A. Durgutlu vd. 4. SONUÇLAR (i). (ii). Düşük karbonlu çelik ile bakır levhalar bronz elektrod kullanılarak hem örtülü elektrod hem de TIG kaynağı yöntemi ile başarılı bir şekilde birleştirilebilmektedir. Kaynaklı numunelere uygulanan çekme testleri sonucunda her iki kaynak yönteminde de bütün numunelerde kopma bakır malzemenin çekme boyu ortasında gerçekleşmiş, düşük karbonlu çelik malzeme çekme testlerinden etkilenmemiştir. (iii). Standartlar dahilinde gerçekleştirilen eğme testleri sonucunda kaynak bölgesinde gözle görülebilir bir kaynak hatasına (çatlak, yırtık vb.) rastlanmamıştır. (iv). Sertlik ölçümleri sonucunda, örtülü elektrod ark kaynağı yöntemi ile birleştirilmiş numunelerden ölçülen sertlik değerlerinin TIG kaynağı yöntemi ile birleştirilmiş numunelerden daha yüksek olduğu tespit edilmiştir. (v). Mikroyapı incelemelerinde, kaynaklı bölgede düzenli bir kaynak geçişinin olduğu ve TIG kaynak yönteminden elde edilen tane yapısının ısı girdisinin fazlalığı sebebi ile örtülü elektrod kaynağı ile elde tane yapısından daha iri olduğu görülmüştür. KAYNAKLAR 1. Tülbentçi, K., Yılmaz, M., Farklı Takım lerinin Katı Hal Kaynağı, Kaynak Teknolojisi III. Ulusal Kongresi Bildiriler Kitabı, İstanbul, 303-314, 1989. 2. Anık S., Tülbentçi, K., Kaluç, E., Örtülü Elektrot İle Elektrik Ark Kaynağı, Gedik Holding A.Ş. Yayını, İstanbul, 16-83, 1991. 3. Gourd, M. L., Principles of Welding Technology, Third Edition, British Library Cataloguing in Publication Data, London, 30-32, 1995. 4 Wu, C. S., Ushio, M., Tanaka M., Analysis of The TIG Welding Arc Behavior, Computational Materials Science, Vol. 7, No 3, 308-314, 1997. 5. Juang S.C. and Tarng Y.S., Process Parameter Selection for Optimising The Weld Pool Geometry in The Tungsten Inert Gas Welding of Stainless Steel, J Mater Process Technol, Vol. 122, No 1, 33 37, 2002. 6. Cary, H.B., Modern Welding Technology, AWS (2 nd ed.), A.B.D., 82-85, 1981. 7. Modenesi, P.J., Apolinario E.R. and Pereira, I.M., TIG Welding With Single-Component Fluxes, J Mater Process Technology, Vol. 99, 260-265, 2000. 8. Minnick. W.H., Gas Tungsten Arc Welding Handbook, The Goodheart-Willcox Company Inc, A.B.D., 1996. 9. Hicken. G.K., Gas-Tungsten Arc Welding, ASM Handbook, A.B.D., Vol. 6, 190-193, 1993. 10. Althouse AD, Turnquist CH, Bowditch WA, Bowditch KE., Gas Tungsten Arc Welding, Modern Welding, The Goodheart-Wilcox Company Inc, A.B.D., 327-328, 1992. 11. Anık, S., Farklı Metallerin Kaynağı, Gedik Kaynak Dünyası, İstanbul, 4-8, 1988. 12. Kahraman, N., Gülenç, B., Akça, H., Ark Kaynak Yöntemi İle Birleştirilen Ostenitik Paslanmaz İle Düşük Karbonlu Çeliğin Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi, Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, Ankara, Cilt:7, Sayı: 2, 75-85, 2002. 13. Koellhoffer, L., Manz, A.F., Hornberger, E.G., Welding Process and Practices, John Wiley & Sons Inc, New York, 36-44, 1988. 14. Cavcar, M. M., ve Alaşımlarının Kaynağı, Metal ve Kaynak Makine ve Otomasyon Teknolojileri Uluslararası Dergisi, İstanbul, 46-53, 1998. 15. Nakata, K., Oishi, M., Koshiishi, M., Hashimoto, T., Anzai, H., Saito, Y., Kono, W., Re-Weldability of Neutron-Irradiated Stainless Steels Studied By Multi-Pass TIG Welding, Journal of Nuclear Materials, Vol. 307-311, 1578-1583, 2002. 16. Yükler, İ., Kaynak Metali, Marmara Üniversitesi, Teknik Eğitim Fakültesi, Metal Eğitimi Bölümü, Yayın No:1, İstanbul, 61-81, 1990. 17. Eroğlu, M., Aksoy, M., Orhan, N., Effect of Coarse Initial Grain Size on Microstructure and Mechanical Properties of Weld Metal and HAZ of a Low Carbon Steel, Materials Science and Engineering A, Vol. 269, 59-66, 1999. 18. Eroğlu, M., Effect of Nickel With Chromium on Microstructure and Toughness of Heat Affected Zone in Low Carbon Steel, Science and Technology of Welding and Joining, Vol. 7, 217-223, 2002. Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Der. Cilt 20, No 2, 2005 189