TEKNOLOJĐK ARAŞTIRMALAR

Benzer belgeler
SÜRTÜNME KARIŞTIRMA KAYNAĞINDA KAYNAK HIZININ BİRLEŞEBİLİRLİĞE ETKİSİ

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

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

Anahtar kelimeler: Sürtünme karıştırma kaynağı, AA7075-T651, Alüminyum alaşımları, Mekanik özellikleri

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

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

SÜRTÜNME KARIŞTIRMA KAYNAK YÖNTEMİ İLE BİRLEŞTİRİLEN AA6061/AA7075 ÇİFTİNDE KARIŞTIRICI UÇ OMUZ GENİŞLİĞİNİN MEKANİK ÖZELLİKLER ÜZERİNE ETKİSİ

THE PRODUCTION OF AA5049 ALLOY SHEETS BY TWIN ROLL CASTING

Prof. Dr. HÜSEYİN UZUN KAYNAK KABİLİYETİ

ELKTRİK AMAÇLI ALUMİNYUM KULLANIMI

Nida Katı Sermin Ozan Fırat University, Elazığ-Turkey

TERMOPLASTİK POLİMERLERİN SÜRTÜNME KARIŞTIRMA NOKTA KAYNAĞINA BAKALİT ARA TABAKA TOZUNUN ETKİSİ

SÜRTÜNME KARIŞTIRMA KAYNAĞI İLE YAPILAN ALÜMİNYUMUN KAYNAĞINDA KAYNAK BÖLGESİNİN MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ. Aydın ŞIK 1 Özgür KAYABAŞ 2

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

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi Araştırma Makalesi

SÜRTÜNME KARIŞTIRMA KAYNAK (SKK) YÖNTEMİ İÇİN TAKIM TASARIMI VE KAYNAK UYGULAMASI

FARKLI MALZEMELERİN KAYNAĞININ DENEYSEL VE TEORİK İNCELENMESİ

Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi

Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi Pamukkale University Journal of Engineering Sciences

POLİETİLEN LEVHALARIN SÜRTÜNME KARIŞTIRMA NOKTA KAYNAĞI İLE BİRLEŞEBİLİRLİĞİNE KARIŞTIRICI TAKIM DÖNME YÖNÜ VE KARIŞTIRMA SÜRESİNİN ETKİSİ

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

Sürtünme Karıştırma Kaynak Yöntemi ile Birleştirilmiş AA6061/AA7075 Kaynaklı Bağlantıların Yorulma Özelliklerinin Araştırılması

Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi

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

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

St 37 ÇELİĞİNİN SÜRTÜNMELİ VE GELENEKSEL DELME İŞLEMLERİNDE YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜNÜN ARAŞTIRILMASI

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

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

7075-T651 Alüminyum Levhaların Sürtünme Karıştırma Kaynağında Takım İlerleme Hızının Kaynak Özelliklerine Etkisi

T.C. TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ AŞIRI PLASTİK DEFORMASYON METOTLARININ ALÜMİNYUM ALAŞIMLARININ MEKANİK ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

PE LEVHALARIN SÜRTÜNME KARIŞTIRMA KAYNAĞI İLE BİRLEŞTİRİLMESİNDE DALMA VE BEKLEME SÜRESİNİN ETKİSİ

BORULARIN PLAKALARA DIŞTAN BİR TAKIMLA SÜRTÜNME KAYNAK EDİLEBİLİRLİĞİNİN İNCELENMESİ

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

Destructive and Non-Destructive Inspection of Dissimilar Aluminium Joints Welded by Friction Stir Welding Process

MMT407 Plastik Şekillendirme Yöntemleri

2. Gün. Oturum 7A. 21 Kasım 2015 KAYNAK KONGRESİ IX. ULUSAL KONGRE VE SERGİSİ BİLDİRİLER KİTABI. Oturum Başkanı Hülya Yıldız Güler

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

2.2 KAYNAKLI BİRLEŞİMLER

IF ÇELİĞİ İLE AA 6061 ALAŞIMININ SÜRTÜNME KARIŞTIRMA KAYNAK YÖNTEMİYLE BİRLEŞTİRİLEBİLİRLİĞİ

Aydın ŞIK, İbrahim ERTÜRK ve Murat ÖNDER* Geliş Tarihi/Received : , Kabul Tarihi/Accepted :

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

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

Çift Fazlı Paslanmaz Çeliklerde Yaşlandırma Koşullarının Mikroyapı Özellikleri Üzerindeki Etkisinin İncelenmesi

ERDEMİR 3237 MALZEMESİNİN KAYNAK YÖNTEMLERİNE VE SICAKLIĞA BAĞLI KIRILMA DAVRANIŞININ BELİRLENMESİ

Ahi Evran Üniversitesi, Mucur Meslek Yüksek Okulu, Teknik Programlar, Kırşehir 2. b aakkurt@gazi.edu.tr.

Sürtünme Karıştırma Kaynağı ile Yapılan Alüminyumun Kaynağında Kaynak Bölgesinin Eğmeli Yorulma Dayanımının İncelenmesi

MMT310 Malzemelerin Mekanik Davranışı 2 Mukavemet ve deformasyon özelliklerinin belirlenmesi - Basma ve sertlik deneyleri

METALURJİ VE MALZEME MÜH. LAB VE UYG. DERSİ FÖYÜ

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

BURSA TEKNİK ÜNİVERSİTESİ DOĞA BİLİMLERİ, MİMARLIK VE MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ 3 NOKTA EĞME DENEYİ FÖYÜ

SÜRTÜNME KARIŞTIRMA KAYNAĞI VE YENİ UYGULAMA ALANLARI

NOKTA DİRENÇ KAYNAK SÜRESİNİN IF 7114 ÇELİĞİ BİRLEŞTİRMELERİNİN MEKANİK ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ

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

Kaynaklı Birleştirmelere Uygulanan Tahribatlı Deneyler

YORULMA HASARLARI Y r o u r l u m a ne n dir i?

Sondaj Boru Çeliğinin Sürtünme Kaynak Kabiliyeti

1. GÜN. 18 Kasım Oturum Başkanı Mehmet ÖZSAKARYA FARKLI AL-ALAŞIMI LEVHALARIN (AA6061/AA7075) SÜRTÜNME KARIŞTIRMA KAYNAĞI

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

BASMA DENEYİ MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ. 1. Basma Deneyinin Amacı

Şekil 1. Elektrolitik parlatma işleminin şematik gösterimi

ALÜMİNYUM ALAŞIMLARINDA SİLİSYUMUN KAYNAK DİKİŞİ MEKANİK ÖZELLİKLERİNE ETKİSİNİN İNCELENMESİ

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

Basınç deneyi sonrası numunelerdeki uygun kırılma şekilleri:

Kırılma nedir? Bir malzemenin yük altında iki veya daha fazla parçaya ayrılması demektir. Her malzemede kırılma karakteri aynı mıdır? Hayır.

MALZEME BİLGİSİ DERS 8 DR. FATİH AY. fatihay@fatihay.net

Zırh Çeliklerinde Kaynak Ağzı Tasarımının Metalurjik ve Mekanik Özelliklere Etkisinin Araştırılması

SÜRTÜNME KARIŞTIRMA KAYNAĞIYLA BİRLEŞTİRİLEN ÇİFT FAZLI ÇELİĞİN MİKROYAPI VE MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ

Al-Cu-Al MALZEME ÇİFTİNİN SÜRTÜNME KARIŞTIRMA NOKTA KAYNAK KABİLİYETİ

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

İleri Teknoloji Bilimleri Dergisi Journal of Advanced Technology Sciences ISSN:

TEKNOLOJĐK ARAŞTIRMALAR

İKİZ MERDANELİ SÜREKLİ DÖKÜM TEKNİĞİ İLE AA5754 MALZEME ÜRETİMİ. Koray TURBALIOĞLU

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

FARKLI ÇELİKLERE UYGULANAN DEĞİŞEN ISITMA HIZLARININ MEKANİK ÖZELLİKLERE ETKİSİNİN İNCELENMESİ

TERMOPLASTİK POLİMERLERİN SKNK YÖNTEMİ İLE KAYNAKLANABİLİRLİĞİNE KARIŞTIRMA SÜRESİNİN ETKİSİ

Prof. Dr. İRFAN AY / Öğr. Gör. FAHRETTİN KAPUSUZ 1

TEKNOLOJĐK ARAŞTIRMALAR

ALÜMİNYUM, GAZ ALTI KAYNAĞINDA KISMİ NUFUZİYETLÎ ALIN KAYNAK BİRLEŞTİRMELERİNDE YIĞILAN KAYNAK METAL ORANININ BİLGİSAYARLA HESAPLANMASI

12345, İzmir. (ORCID: ),(ORCID: ), (ORCID: ),(ORCID: )

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

KAYNAKLI NUMUNELERİN TAHRİBATLI TESTLERİNİN GÜVENİLİRLİĞİ VE CİHAZ KALİBRASYONU

5754 VE 7072 FARKLI ALÜMİNYUM ALAŞIMLARININ DİRENÇ NOKTA KAYNAKLARININ MEKANİK VE MİKROYAPISAL ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ

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

= σ ε = Elastiklik sınırı: Elastik şekil değişiminin görüldüğü en yüksek gerilme değerine denir.

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

Sürtünme Karıştırma Kaynağıyla Birleştirilen St37/St52 Levhaların Mikroyapı Karakterizasyonu ve Mekanik Özellikleri

ÜÇ FARKLI ÇELİĞE KATI BORLAMA İŞLEMİ YAPILMASININ İÇ YAPI VE SERTLİK ÜZERİNE ETKİSİNİN İNCELENMESİ ÖZET ABSTRACT

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

Al-7075-T6 malzemenin sürtünme karıştırma kaynağı ile birleştirilmesinde kaynak parametrelerinin etkisi

T.C. SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ TALAŞLI İMALAT LABORATUARI DENEY FÖYÜ

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

Birleşim Araçları Prof. Dr. Ayşe Daloğlu Karadeniz Teknik Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü

TEKNOLOJİSİ--ITEKNOLOJİSİ. Prof. Dr. İRFAN AY / Öğr. Gör. FAHRETTİN KAPUSUZ

MMT440 Çeliklerin Isıl İşlemi 2 Sertleştirme Isıl İşlemi ve Sertleşebilirlik

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

İNŞAAT MALZEME BİLGİSİ

Shigley s Mechanical Engineering Design Richard G. Budynas and J. Keith Nisbett

3. 3 Kaynaklı Birleşimler

Transkript:

www.teknolojikarastirmalar.com ISSN:1304-4141 Makine Teknolojileri Elektronik Dergisi 2007 (4) 1-7 TEKNOLOJĐK ARAŞTIRMALAR Makale AA 5251 Alaşımının Sürtünme Karıştırma Kaynağı Đle Birleştirilebilirliğine Uç Geometrisinin Etkisi Ahmet HASÇALIK, * Ulaş ÇAYDAŞ, Engin ÜNAL, Faruk KARACA Fırat Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi Makine Eğitimi Bölümü 23119 Elazığ Özet Bu çalışmada, ticari temin edilmiş AA 5251 alüminyum alaşımı, farklı geometrilere sahip karıştırıcı uçlar kullanılarak sürtünme karıştırma kaynağı yöntemiyle birleştirilmiştir. Deneylerde uç devri 1000 d/dak ve ilerleme miktarı 200mm/dak olarak sabit tutulmuştur. Kaynak işlemleri neticesinde numunelerin kaynak bölgeleri mikroyapıları optik mikroskopla incelenmiş, çekme deneyleri ve mikrosertlik incelemeleri yapılmıştır. Sonuç olarak, en mukavemetli birleşmenin kare piramit kesitli uçta, en mukavemetsiz birleşmenin ise koni kesitli uçta gerçekleştiği ve bütün geometrilerde numunelerin çekme dayanımı esas malzemenin altında olduğu saptanmıştır. Anahtar Kelimeler: Sürtünme karıştırma kaynağı, AA 5251, Uç geometrisi. 1. Giriş Sürtünme karıştırma kaynağı (SKK), ilk olarak 1991 yılında Đngiltere (Cambridge) de tanıtılmış [1] ve özellikle 1990 lı yıllarda gelişerek, gelişim sürecinde olan bir kaynak yöntemidir [2, 3]. Söz konusu yöntem, geleneksel ergitme kaynağına alternatif olarak geliştirilmiş oldukça ekonomik katı hal kaynak yöntemidir. Bu yöntemde koruyucu gaz, ilave kaynak metali ve kaynak edilecek parçalarda kaynak ağzı açılmaya gerek duyulmamaktadır. Sürtünme karıştırma kaynağı ile yapılan kaynaklı birleştirmelerden elde edilen kaynak kalitesi, malzeme cinsine göre farklılık göstermemektedir [4]. Diğer yöntemlerde kaynak sonrasında oluşan boşluk, çatlak ve düzensizlikler SKK yönteminde önemli derecede azalmaktadır. Yöntemin birçok malzeme için uygun olmasına karşın, en önemli uygulama alanı alüminyum ve alüminyum alaşımlarının kaynaklı birleştirilmesidir. Alüminyum alaşımları, bu yöntemde oldukça iyi mekanik özelliklerde birleştirilebilmektedir [5]. SKK yöntemi tüm pozisyonlarda rahatlıkla uygulanabilmektedir [6,7]. Alüminyum malzemeler için yapılan çalışmalarda, plaka kalınlığının 1 75 mm arasında uygun birleştirme yapılabildiği görüşüne varılmıştır [8]. Yöntemde genellikle 300 d/d dan daha yüksek devirlerde dönen ve yüksekliği kaynak edilecek plaka yüksekliği kadar olan çelik uç kullanılmaktadır [9,10]. Đki taraflı yapılan alın birleştirmelerde uç yüksekliği malzeme kalınlığının yarısı kadardır [11]. Şekil 1 de yöntemin şematik görüntüsü verilmektedir [5]. Yöntemde, kaynak edilecek parçalar öncelikle sabit bir yüzey üzerine yerleştirilir. Karıştırıcı uç dikey olarak parçaların birleşim çizgisi üzerinden yavaş bir ilerlemeyle hareket ettirilir. Uç yüksekliği tamamen parçalar içerisinde kaldığı ve faturalı yüzeyin bir miktarının içeriye girdiği anda kaynak yönünde ilerleme başlatılır. Temas noktasında ısı, sürtünmenin de etkisiyle hızla artar ve malzemelerin plastik değişimine neden olur. Bu değişim malzemelerin akışını ve birleşme olayını gerçekleştirir [4]. Yöntemde karıştırma işlemini yapan uç profilinin geometrisi kaynak mukavemetini etkilemektedir.

Teknolojik Araştırmalar: MTED 2007 (4) 1-7 AA 5251 Alaşımının Sürtünme Karıştırma Kaynağı ile Birleştirilebilirliğine SKK yöntemiyle yapılan çalışmalarda genellikle Al alaşımları üzerinde durulmuştur. Yutaka ve diğ, 1050 Al alaşımı ve AZ31 Mg alaşımını sürtünme karıştırma kaynağı ile birleştirmişlerdir. Çalışmalarında karıştırıcı uç devrini 2450 d/d ve ilerleme hızını 1.5 mm/sn sabit tutmuşlar, karıştırma esnasında uç ile iş parçası arasında 3 lik bir açı kullanarak saat ibresi tersi yönünde karıştırma yapmışlardır. Sonuç olarak, kaynak bölgesinde oldukça yüksek miktarda Al 12 Mg 17 intermetalik bileşiğinin oluştuğunu ve kaynak merkez sertliğinin oldukça arttığını tespit etmişlerdir [12]. X.K. Zhu ve diğ, çalışmalarında 300 d/d ve 500 d/d olmak üzere iki farklı uç devri seçerek 304 paslanmaz çeliğin SKK yöntemiyle birleştirilmeleri anında oluşan sıcaklık ve artık gerilmeleri sonlu elemanlar yöntemiyle çözmüşlerdir [13]. Yutaka S. Sato ve diğ, 5052 Al alaşımını SKK yöntemiyle birleştirmişlerdir. Kaynak işlemi sonrasında, kaynak bölgesinde dağlama işlemi yaparak taramalı elektron mikroskobu ile yerel olarak bölgeyi incelemişler ve izlenen yolun lineer olmadığını (zikzak şeklinde olduğunu) tespit etmişler ve kaynak dikişi üzerinde Al 2 O 3 partiküllerinin oluştuğunu gözlemlemişlerdir [14]. B. Young ve diğ, kaynak hızı, uç devir sayısı, güç ve kaynak uzunluğuna düşen enerji miktarı gibi parametreleri değiştirerek AA2024 T351 ve AA2524 T351 alüminyum alaşımlarını SKK yöntemiyle birleştirmişler ve metalografik açıdan tane boyutu değişimini incelemişlerdir [15]. M.K. Külekçi ve A.Şık ise, ticari TS EN AW 2014 (AlCu 4 SiMg) alüminyum alaşımını SKK yöntemi ve MIG kaynaklı birleştirme yöntemleriyle birleştirmişlerdir. Çalışmalarında, 450 d/d sabit devir ve 150 mm/dak ilerleme kullanmışlar, işlem sonrasında numunelere çentik darbe ve eğme deneyleri uygulamışladır. Sonuç olarak SKK yöntemiyle yapılan birleştirmenin mekanik olarak MIG kaynağına göre 2 kat mukavemetli olduğunu tespit etmişlerdir [4]. Boz, M ve Kurt, A ise çalışmalarında 1000 d/d devir ve 200 mm/dak sabit ilerleme parametrelerinde karıştırıcı uç profilini değiştirerek Al 1080 alüminyum alaşımını SKK yöntemiyle birleştirmişlerdir. Çalışmalarında kare kesitli, 0.85 mm, 1.10 mm, 1.40 mm ve 2mm adımlı vidalı uçlar kullanmışlardır. Đşlem sonrasında kaynak bölgesinde rekristalizasyon bölgesi, yeniden katılaşmış bölge ve esas malzeme olmak üzere üç farklı bölgenin oluştuğunu tespit etmişler ve mekanik testler neticesinde en mukavemetli birleşmenin küçük adımlı vidalı uçta, en mukavemetsiz birleşmenin ise kare kesitli uçta gerçekleştiğini belirtmişlerdir [5]. Bu çalışmada, beş farklı karıştırıcı uç profili (kare kesitli, üçgen kesitli, kare piramit, üçgen piramit ve koni) kullanılarak Al alaşımı için SKK yönteminde birleştirme yapılmış ve uç profillerinin; kaynak sertliği, mikroyapısı ve birleşmenin mekanik özelliklerine olan etkileri araştırılmıştır. Kaynak ilerleme yönü Birleşme çizgisi Karıştırıcı ucun ilerleyen kısmı Uç başlığı Karıştırıcı ucun sürtünen kısmı Uç Kaynak arka bölgesi 2. Materyal Ve Metot Şekil 1 Sürtünme karıştırma kaynak yönteminin şematik görünümü [5]. Deneysel çalışmalarda, AA 5251 Al alaşımı kullanılmıştır. Bu alaşıma ait kimyasal bileşim Tablo 1 de verilmiştir. Tablo 1. Deneylerde kullanılan alüminyum alaşımının kimyasal bileşimi. Al Si Fe Cu Mn Mg Zn Ti Cr 97.45 0.40 0.50 0.15 0.16 0.89 0.15 0.12 0.18 2

Hasçalık, A., Çaydaş, U., Ünal, E., Karaca, F. Teknolojik Araştırmalar: MTED 2007 (4) 1-7 SKK uygulamaları, Jhonford O M serisi ve dik işlem merkezli bir CNC freze tezgahında gerçekleştirilmiştir. Kaynak edilecek iş parçaları 5mm 25mm 40mm boyutlarında hazırlanmıştır. Kaynaklı birleştirilen parçaların sertlik değerleri Vickers ölçeğinde (HV 20 ) kaynak yüzeyinde kaynak dikiş yönüne dik bir hat boyunca ölçülmüştür. Kaynak işlemi öncesi numunelere hiçbir işlem uygulanmamıştır. Numuneler işlem öncesi CNC freze tablasına bağlanmıştır. Karıştırıcı uç malzemesi olarak ticari temin edilmiş D5 yüksek karbonlu takım çeliği kullanılmıştır. Uç profilleri alet bileme tezgahında hassas bir şekilde kare kesitli, üçgen kesitli, üçgen piramit, kare piramit ve koni şeklinde özel olarak hazırlanmış ve uç yüksekliği kaynak edilecek malzeme yüksekliğine eşit (5mm) seçilmiştir. Karıştırıcı geometrileri Şekil 2 de şematik olarak verilmiştir. 1 2 3 4 5 Şekil 2 Karıştırıcı uç geometrileri. Sürtünme aparatına saat ibresi yönünde 1000 d/d dönme hareketi ve 200 mm/dak ilerleme hızı verilerek kaynak işlemleri yapılmıştır. Dönme hareketi ile karıştırıcı uç faturalı yüzeyi, iş parçasına temas edinceye kadar düşey yönde gerekli ilerleme sağlanmıştır. Kaynak işlemi sonrası numuneler, 80 1200 mesh lik su zımparalarına tutulmuş, 3µm elmas pasta ile parlatılmış ve 12sn süre ile Keller (2ml HF, 10ml HNO 3 ve 88ml saf su) ile dağlanmıştır. Kaynak bölgeleri Olimpus marka optik mikroskopta görüntülenmiştir. Şekil 3 de numunelerin bağlanma şekli şematik olarak verilmiştir. Sürtünme aparatı 16mm Freze tablası Karıştırıcı uç 5mm Đş parçası 5mm 3. Bulgular ve Tartışma Şekil 3 Sürtünme aparatı boyutları ve iş parçasının bağlanma şekli. Sürtünme karıştırma kaynağında kaynak bölgesinde oluşan içyapı, üç farklı bölgeden oluşmaktadır. Bu bölgeler dinamik olarak yeniden kristalleşen bölge (DKB), termomekanik olarak etkilenen bölge (TEB) ve ısı tesiri altındaki bölge olarak adlandırılmaktadır (Şekil 4) [15]. 3

Teknolojik Araştırmalar: MTED 2007 (4) 1-7 AA 5251 Alaşımının Sürtünme Karıştırma Kaynağı ile Birleştirilebilirliğine Şekil 4 SKK yönteminde kaynak bölgesinde oluşan iç yapının şematik görünüşü. A: ITAB, B: TEB, C: DKB [15]. Yöntemde belirlenen bölgelerin boyutu ve şekli, sürtünme elemanın uç geometrisine bağlıdır. Dolayısıyla karıştırıcı geometrisi mekanik davranışlar üzerinde önemli bir etkiye sahiptir [16]. Farklı geometrilerde yapılan birleşimlere ait optik mikroyapı fotoğrafları sırasıyla Şekil 5 ve 6 da verilmiştir. Şekillerden de görüldüğü gibi kaynak merkezinde yoğun derecede intermetalik bileşikler oluşmuştur. Bu bileşikler, kaynak merkez sertliği üzerinde önemli bir artışa neden olmaktadır. Şekil 5 Koni ile yapılan birleştirmede kaynak bölgesi x400 Şekil 6 Üçgen piramit ile yapılan birleştirmede kaynak bölgesi x400 Termomekanik olarak etkilenen bölge ile dinamik olarak yeniden kristalleşen bölge arasındaki mikroyapı fotoğrafları Şekil 7 ve 8 de görülmektedir. Şekil 7 Kare ile yapılan birleştirmede TEB ve DKB ara bölgesi. X400 Şekil 8 Kare piramit ile yapılan birleştirmede TEB ve DKB ara bölgesi. X400 4

Hasçalık, A., Çaydaş, U., Ünal, E., Karaca, F. Teknolojik Araştırmalar: MTED 2007 (4) 1-7 Fotoğraflar incelendiğinde bu iki bölge arasında herhangi bir boşluk veya çatlağa rastlanmamaktadır. Ayrıca karıştırıcı uç geometrisine bağlı olarak da karışımın farklı olduğu görülmektedir. Sürtünme elemanının viskoz haldeki malzemeyi geriye doğru ekstrüze etmesi sonucu oluşan pekleşmenin etkisi ile tanelerin esas malzemeye doğru küçüldüğü görülmektedir. Tablo 2 de birleşimlere ait mekanik özellikler verilmiştir. Tablo incelendiğinde, en mukavemetli birleşmenin kare piramit kesitli uçta, en zayıf birleşmenin ise koni kesitli uçta gerçekleştiği görülmektedir. Deneyler neticesinde koni kesitli karıştırıcıda, ısının etkisiyle yumuşamış malzemenin uç etrafında ve karıştırıcı omuz kısmına doğru yoğun derecede sıvandığı saptanmıştır. Dolayısıyla bu geometride etkili bir kaynak yapılamamıştır. Tablo 2. Farklı uçlar ile birleştirilen parçaların kaynak bölgelerinden elde edilen mekanik özellikler. Uzama (%) Kesit alanı daralması (%) Çekme dayanımı (N/mm 2 ) Karıştırıcı Kare piramit 13 14 148 Kare 11.6 11 143 Üçgen 4.12 7 57.5 Üçgen piramit 4.03 6.85 47.5 Koni 3.39 4 32.7 Esas malzeme 14-150 Şekil 9 incelendiğinde kaynak bölgesi çıplak gözle bile görülebilmektedir. Çekme işlemleri neticesinde kare piramit ve kare kesitli uçlar hariç diğer bütün geometrilerde numunelerin kaynak merkezinden koptuğu görülmektedir. Kopma bölgelerinin dinamik olarak yeniden kristalleşen bölge ve termomekanik olarak etkilenen bölge arasında bir yerde olduğu tahmin edilmektedir. Bu durum, bu geometrilerin etkili bir birleştirme sağlamadığını göstermektedir. Ayrıca bu geometriler kendi aralarında değerlendirildiğinde en etkin birleşmenin bile esas malzemenin çekme mukavemetinin sadece % 38.3 le üçgen kesitli geometride oluştuğu görülmektedir. Kare piramit ve kare kesitli uçlarla yapılan birleşmelerde ise numuneler, tamamen kaynak bölgesinin dışındaki bölgeden kopmuşlardır. Bu numunelerin mekanik özellikleri esas malzemeyle paraleldir. 1 2 3 4 5 Kaynak bölgesi Kaynak merkezi Şekil 9 Çekme numunelerinde kaynak ve kopma bölgeleri (1kare piramit, 2 kare, 3 üçgen, 4 üçgen piramit, 5 koni). Şekil 10 da kaynak bölgesinden enine hat boyunca alınmış mikrosertlik değerleri görülmektedir. Şekil incelendiğinde, bütün uçlarla yapılan birleştirmelerde kaynak merkez sertliğinin esas malzeme sertliğinden daha yüksek olduğu görülmektedir. Esas malzeme sertliği 40 HB dir. Sertlik değerleri TEB ve DKB bölgelerinde tedrici olarak azalmaktadır. En yumuşak nokta, kaynak merkezinden yaklaşım 15 mm uzaklıktadır. Özellikle koni geometride sertlik değerinin yüksek olması çekme dayanımını önemli ölçüde azaltmaktadır. 5

Teknolojik Araştırmalar: MTED 2007 (4) 1-7 AA 5251 Alaşımının Sürtünme Karıştırma Kaynağı ile Birleştirilebilirliğine Mikrosertlik (HB) 75 65 55 45 35 25 Kare Üçgen piramit Koni Kare piramit Üçgen 15-30 -25-20 -15-10 -5 0 5 10 15 20 25 30 Kaynak mesafesinden uzaklık (mm) Şekil 10 Numunelere ait mikrosertlik değerleri. 4. Sonuçlar Bu çalışmada aşağıdaki sonuçlar elde edilmiştir. 1. AA 5251 alaşımı sürtünme karıştırma kaynağı yöntemi ile başarılı bir şekilde birleştirilebilmektedir. 2. En mukavemetli birleştirme, kare piramit geometrisine sahip karıştırıcıda olmuştur. Bu geometrideki mekanik dayanım esas malzeme ile çok paraleldir. En zayıf birleşme koni kesitli uçta gerçekleşmiştir. Bu durum, kare piramidin daha iyi eksrüzyon yeteneği ve koni geometride oluşan sıvanma ile ilişkilendirilmektedir. 3. Mikrosertlik değerleri uç geometrisine göre değişmektedir. Zayıf birleşmelerde kaynak merkez sertliği esas malzeme sertliğine yakın değerdedir. 4. Mukavemet açısından esas malzemeye yakın olması bakımından kare piramit şekilli uç önerilmektedir. 5. Kaynaklar [1] Mahoney, M.W., Rhodes, C.G., Properties of friction welded 7075 T 651 aluminum, Metallurgical Materials Transistation 29A, 1998, 1955 1964. [2] David, P., Field, T.W., Heterogeneity of crystallographic texture in friction stir welds of aluminum, Metallurgical Materials Transistation A, 2001, 2869 2877. [3] Seidel, T.U., Reynolds, A.P., Visualization of the material flow in AA 2195 friction stir welds using a marker insert technique, Metallurgical Materials Transistation 32A, 2001, 2879 2884. [4] Külekçi, M.K., Şık, A., Sürtünme karıştırma kaynağı ile alüminyum alaşımı levhaların birleştirilmesi ve elde edilen kaynaklı bağlantıların mekanik özellikleri, Süleyman Demirel Üniversitesi Fen bilimleri enstitüsü dergisi, 2003, 70 75. [5] Boz, M., Kurt, A., The influence of stirrer geometry on bonding and mechanical properties in friction stir welding process, Materials and Design 25 (2004) 343 347. [6] Kolligan, K., Material flow behavior during friction stir welding of aluminum, Weld Res. Supply, 1999, 229 237. [7] Jata, K.W., Semiatin, S.L., Continious dynamic recristalization during friction stir welding of high strength aluminum alloys, Scripta Materials 2000; 43: 743 749. [8] Thomas, W.M., Nicholas, E.D., Friction stir welding for the transportation industries, Materials and Design 18 (1997) 269 273. [9] Murr, L.E., Dynamic recristalitation in friction stir welding of aluminum alloy 1100, Journal of Materials Sci Letter 1997, 16: 1801 1803. [10] Davis, C.J., Thomas, W.M., Friction stir process welds aluminum alloys Weld J 1996, 41 45. [11] Külekçi, M.K., Mechanical properties of friction stir welded joints of AlCu 4 SiMg aluminum alloy, Metallic Materials Kovove Materialy, 41/2, (2003) 20 28. [12] Yutaka, S.S., Seung, H.C.P., Masato, M., Hiroyuki, K., Constitutional liquation during dissimilar friction stir welding of Al and Mg alloys, Scripta Materialia 50 (2004) 1233 1236. 6

Hasçalık, A., Çaydaş, U., Ünal, E., Karaca, F. Teknolojik Araştırmalar: MTED 2007 (4) 1-7 [13] Zhu, X.K., Chao, Y.J., Numerical simulation of transient temperature and residual stres in friction stir welding of 304 L stainless steel, Journal of Materials Processing Technology 146 (2004) 263 272. [14] Yutaka, S.S., Fumie, Y., Yusuke, S., Seung, H.C.P., Hiroyuki, K., FIB assisted TEM study of an oxide array in the root of a friction stir welded aluminum alloy, Scripta Materialia 50 (2004) 365 369. [15] Kurt, A., Boz, M., Özdemir, M., Sürtünme karıştırma kaynağında kaynak hızının birleşebilirliğe etkisi, Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, Cilt:19, No:2, 191 197, 2004. [16] N. Özdemir, M. Taşkın, Sürtünme karıştırma kaynak yöntemi ile birleştirilmiş AA 7075 alüminyum alaşımının mikroyapı ve mekanik özelliklerinin araştırılması, 10. Denizli Malzeme Sempozyumu, Pamukkale Üniversitesi, Denizli, 2004 7