İNCE PASLANMAZ ÇELİK SACLARIN FİBER LAZER İLE KAYNAK EDİLEBİLİRLİĞİNİN İNCELENMESİ *

Benzer belgeler
İNCE PASLANMAZ ÇELİK SACLARINFİBER LAZER İLE KAYNAK EDİLEBİLİRLİĞİNİN İNCELENMESİ

Paslanmaz Çeliklerin. kaynak edilmesi. Özlem Karaman Metalurji ve Malzeme Mühendisi Kaynak Mühendisi

Çift Fazlı Paslanmaz Çeliklerde Yaşlandırma Koşullarının Mikroyapı Özellikleri Üzerindeki Etkisinin İncelenmesi

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

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

THE PRODUCTION OF AA5049 ALLOY SHEETS BY TWIN ROLL CASTING

Prof. Dr. HÜSEYİN UZUN KAYNAK KABİLİYETİ

3. MALZEME PROFİLLERİ (MATERİALS PROFİLES) 3.1. METAL VE ALAŞIMLAR. Karbon çelikleri (carbon steels)

DUBLEKS PASLANMAZ ÇELİKLERDE OLUŞAN YÜKSEK SICAKLIK FAZLARINA GENEL BİR BAKIŞ

CERRAHİ İĞNE ALAŞIMLARI. Microbiologist KADİR GÜRBÜZ

Paslanmaz Çeliklerin Kaynak İşlemi Esnasında Karşılaşılan Problemler ve Alınması Gereken Önlemler Paslanmaz çeliklerin kaynak işlemi esnasında

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

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

Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi

FARKLI ÇELİKLERE UYGULANAN DEĞİŞEN ISITMA HIZLARININ MEKANİK ÖZELLİKLERE ETKİSİNİN İNCELENMESİ

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

KAZAN ÇELİKLERİNİN KAYNAK KABİLİYETİ 1. Kazan Çeliklerinin Özellikleri

MMT209 Çeliklerde Malzeme Bilimi ve Son Gelişmeler 11 Yüksek sıcaklığa dayanıklı çelikler. Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir Güz Yarıyılı

FARKLI MALZEMELERİN KAYNAĞININ DENEYSEL VE TEORİK İNCELENMESİ

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

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

SPA-H atmosferik korozyona dayanıklı çelik saçların direnç nokta kaynaklı bağlantılarında hasar tipinin çekme-sıyırma dayanımı üzerindeki etkisi

ELKTRİK AMAÇLI ALUMİNYUM KULLANIMI

Dr. F. Can Akbaşoğlu, Serhat Adışen, Uğur Gürol, Eylem Subaşı (Akmetal) Prof. Dr. S. Can Kurnaz (Sakarya Üni.)

SÜPER ALAŞIMLAR Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER

Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi Araştırma Makalesi

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

KIRIK YÜZEYLERİN İNCELENMESİ

ERDEMİR 3237 MALZEMESİNİN KAYNAK YÖNTEMLERİNE VE SICAKLIĞA BAĞLI KIRILMA DAVRANIŞININ BELİRLENMESİ

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

SÜPERALA IMLAR. Yüksek sıcaklık dayanımı

BÖLÜM 4 KAYNAK METALURJİSİ

Nida Katı Sermin Ozan Fırat University, Elazığ-Turkey

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

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

Paslanmaz Çelik Sac 310

KAYNAKLI NUMUNELERİN TAHRİBATLI TESTLERİNİN GÜVENİLİRLİĞİ VE CİHAZ KALİBRASYONU

Emre Yalçın (Odöksan ELBA) 7.Oturum: Süreçler ve Kontrol 7th Session: Process and Control

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

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

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

Mikroyapısal Görüntüleme ve Tanı

TERMOPLASTİK POLİMERLERİN SÜRTÜNME KARIŞTIRMA NOKTA KAYNAĞINA BAKALİT ARA TABAKA TOZUNUN ETKİSİ

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

NOKTA DİRENÇ KAYNAK SÜRESİNİN IF 7114 ÇELİĞİ BİRLEŞTİRMELERİNİN MEKANİK ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ

Borlama İşleminde Kullanılan Bor Tozu Tane Boyutunun Kaplama Tabakası Üzerine Etkisi

ORBİTAL TİG KAYNAK YÖNTEMİYLE KAYNAK EDİLMİŞ DUBLEKS PASLANMAZ ÇELİKLERİN MEKANİK, METALURJİK ve KOROZYON ÖZELLİKLERİ

İleri Teknoloji Bilimleri Dergisi Journal of Advanced Technology Sciences ISSN:

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

Kaybolan Köpük Yöntemi Kullanılarak Al-Si Alaşımlarının Akışkanlığının İncelenmesi

ALÜMİNYUM T6 ISIL İŞLEMİ İÇİN GELİŞTİRİLEN SEPET TASARIMI İLE ZAMAN VE ENERJİ TASARRUFU SAĞLANMASI

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

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

MALZEMELERİN MUKAVEMETİNİ ARTIRICI İŞLEMLER

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

Selçuk Üniversitesi ISSN 1302/6178 Journal of Technical-Online

SA-387 Gr.11 Cl.2 (13 CrMo 4-5) YÜKSEK SICAKLIK DAYANIMLI ÇELİĞİN TEKRARLI ISIL İŞLEM KOŞULLARINDA DAYANIM ÖZELLİKLERİNİN DEĞİŞİMİ

LAZERLE KAYNAK İŞLEMİNDE KAYNAK PARAMETRELERİNİN KAYNAK KALİTESİ ÜZERİNDEKİ

KARBON ELYAF TAKVİYELİ POLİAMİT 6 KARMALARIN ISIL VE MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ

Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi

Paslanmaz çeliklerin mükemmel korozyon dayanımları,

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

ISSN: El-Cezerî Fen ve Mühendislik Dergisi Cilt: 4, No: 1, 2017 (64-71)

LEVON JOZEF ÇAPAN PROFESÖR

MMT209 Çeliklerde Malzeme Bilimi ve Son Gelişmeler 10 Yüksek mukavemetli yapı çelikleri. Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir Güz Yarıyılı

KARABÜK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ/İMALAT MÜHENDİSLİĞİ (DR)

MIG-MAG KAYNAK METODUNDA KULLANILAN KAYNAK ELEKTROTLARI VE ELEKTROT SEÇİMİ

Kobalt Esaslı Elektrotlarla Kaplanan Malzemelerin İç Yapı ve Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi

Faz dönüşümleri: mikroyapı oluşumu, faz dönüşüm kinetiği

ÖSTENİTİK PASLANMAZ ÇELİKLERİN KAYNAĞI

AlSi7Mg DÖKÜM ALAŞIMINDA T6 ISIL İŞLEM DEĞERLERE ETKİSİNİN İNCELENMESİ. Onur GÜVEN, Doğan ALPDORUK, Şükrü IRMAK

STANDART KALİTE PASLANMAZ ÇELİKLERİN KULLANIM ÖZELLİKLERİ

ISSN: El-Cezerî Fen ve Mühendislik Dergisi Cilt: 4, No: 1, 2017 ( )

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

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

6. BEYAZ ve YÜKSEK ALAŞIMLI DÖKME DEMİRLER

İNCE TANE YAPI ÇELİKLERİ VE ZIRH ÇELİKLERİNİN LAZERLE KESİMİ VE PARAMETRE OPTİMİZASYONU

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

METALURJİ VE MALZEME MÜH. LAB VE UYG. DERSİ FÖYÜ

KPTA Yöntemi ile Birleştirilen AISI 430/AISI 1040 Kaynaklı Bağlantılarda Enerji Girdisinin Mekanik Özellikler Üzerine Etkisi

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

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

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

ÜRÜN KATALOĞU BM TEKNİK

Dubleks Paslanmaz Çeliklerin Statik Yaşlanma Davranışları

TAHRİBATLI MALZEME MUAYENESİ DENEYİ

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

BA KENT ÜNİVERSİTESİ. Malzemeler genel olarak 4 ana sınıfa ayrılabilirler: 1. Metaller, 2. Seramikler, 3. Polimerler 4. Kompozitler.

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

BMM 205 Malzeme Biliminin Temelleri

TEKNOLOJĐK ARAŞTIRMALAR

makale tane sınırlarında karbür çökelmesi meydana gelmektedir. Tane sınırlarında karbür oluşumu Şekil 4'te verilmiştir.

Kaynaklı Birleştirmelere Uygulanan Tahribatlı Deneyler

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

AISI 304-AISI 430 PASLANMAZ ÇELİKLERİN DİRENÇ KAYNAK KALİTESİNE SOĞUK DEFORMASYONUN ETKİSİ

6.WEEK BİYOMATERYALLER

Geleneksel Malzemelerdeki Gelişmeler

formülü zamanı da içerdiği zaman alttaki gibi değişecektir.

İÇİNDEKİLER

Transkript:

MAKALE İNCE PASLANMAZ ÇELİK SACLARIN FİBER LAZER İLE KAYNAK EDİLEBİLİRLİĞİNİN İNCELENMESİ * Cansu Kökey Celal Bayar Üniversitesi, Makina Mühendisliği Bölümü, Manisa cansukokey@gmail.com Seçkin Sezgin Vestel Beyaz Eşya San. ve Tic. A.Ş., Manisa seckin.sezgin@vestel.com.tr Niyazi Çavuşoğlu ** Dr., Ege Üniversitesi, Makina Mühendisliği Bölümü, İzmir niyazi.cavusoglu@ege.edu.tr Simge Gençalp İrizalp Dr., Celal Bayar Üniversitesi, Makina Mühendisliği Bölümü, Manisa simge.gencalp@cbu.edu.tr ÖZ Lazer kaynağı, geleneksel kaynak yöntemlerine göre birçok avantajı olan yüksek enerji yoğunluklu, düşük ısı girdili bir kaynak yöntemidir. Bugün sanayinin birçok alanında endüstriyel olarak sıklıkla kullanılmaktadır. Son yıllarda ince malzemelerin kaynağında da lazer teknolojisinin kullanımı artmıştır. Bu çalışmada, 0,6 mm kalınlığında ferritik 430 kalite paslanmaz çelik malzemelerin alın kaynak kabiliyeti incelenmiştir. Paslanmaz çelik levhalar darbeli fiber lazer kaynak makinası ile çeşitli kaynak parametreleri (ışın çapı, darbe enerjisi, darbe süresi, darbe frekansı) değiştirilerek kaynak edilmiştir. Kaynaklı bağlantıların mekanik özelliklerini belirlemek için çekme testleri uygulanmıştır. Ayrıca metalurjik özelliklerini değerlendirmek için optik mikroskop görüntüleri incelenmiştir. Kaynak bölgesinin korozyon özellikleri incelenmiş ve taneler arası korozyon ve pitting oluşumunun meydana geldiği görülmüştür. Anahtar Kelimeler: Ferritik paslanmaz çelik, lazer kaynağı, korozyon İbrahim Etem Saklakoğlu Doç. Dr., Ege Üniversitesi, Makina Mühendisliği Bölümü, İzmir i.e.saklakoglu@ege.edu.tr INVESTIGATION OF THE WELDABILITY OF THIN STAINLESS STEEL SHEET BY FIBER LASER ABSTRACT ** İletişim Yazarı Geliş tarihi : 30.01.2016 Kabul tarihi : 05.02.2016 Laser welding is a high energy density-low heat input technique which has many advantages according to the classical welding techniques. Nowadays laser welding technique is being used widely in many industrial applications. In recent years, for welding of thin metals laser technology is growing up. This research includes, butt welding of 0,6 mm thick ferrite 430 quality stainless steel. Stainless steel thin work pieces have been welded by use of fiber laser welding machine with different parameters (pulse diameter, pulse energy, pulse time, pulse frequency) to achieve better mechanical properties than original material at the weld area. Micro structure, stress tests have been applied to determine and compare the mechanical properties. Optical microscope has been used to examine the micro structure. The corrosion properties of the welds were examined and it was seen that intergranular corrosion and pitting occurred in the weld zone. Keywords: Ferritic stainless steel, laser welding, corrosion * 20-21 Kasım 2015 tarihlerinde Makina Mühendisleri Odası tarafından Ankara'da düzenlenen Kaynak Teknolojisi IX. Ulusal Kongre ve Sergisi nde bildiri olarak sunulan bu metin, yazarlarınca Dergimiz için makale olarak yeniden düzenlenmiştir. Kökey, C., Sezgin, S., Çavuşoğlu, N., Gençalp-İrizalp, S., Saklakoğlu, İ. E. 2016. İnce Paslanmaz Çelik Sacların Fiber Lazer ile Kaynak Edilebilirliğinin İncelenmesi, Mühendis ve Makina, cilt 57, sayı 674, s. 65-72. Mühendis ve Makina 65

1. GİRİŞ Ferritik paslanmaz çelikler sertleştirilmeyen Fe-Cr alaşımlarıdır. Bunların en çok kullanılan tipi, düşük karbonlu, %17 Cr içeren AISI 430 dur. 430 kalite paslanmaz çelikler nikel ve molibden içermedikleri için 300 serisi paslanmaz çeliklere oranla fiyat açısından daha uygundur. 430 kalite paslanmaz çelik, 1.4016 paslanmaz çelik olarak da adlandırılmaktadır [1]. Ferritik paslanmaz çelikler, kolayca şekillendirilebilir ve atmosferik korozyona direnç gösterirler. Bu özellikleri sayesinde, mimari, iç ve dış dekorasyon, mutfak eşyaları, çamaşır makinesi tamburları ve kurutma makineleri, gıda sanayi, otomotiv endüstrisi, kimya ve petrokimya gibi endüstri uygulamalarında geniş bir kullanım yelpazesine sahiptir [2]. Ferritik paslanmaz çelikler, iki tipik ve son derece zorlu uygulama olan otomotiv egzoz sistemleri ve çamaşır makinesi tamburlarında başarıyla kullanılmaktadır. Egzoz sistemleri yüksek sıcaklıklara ve paslandırıcı ortam koşullarına maruz kalırlar. Çamaşır makinesi tamburları, deterjanlara ve neredeyse her zaman nemli olan ortamlara dayanıklı olmalıdır. Buna karşın, lokal korozyona hiçbir şekilde müsaade edilemez. Çamaşır makinesi tamburları ve egzoz sistemleri gibi önemli uygulamalarda başarılı şekilde kullanılan ferritik paslanmaz çelikler aslında birçok alanda çok daha geniş uygulama potansiyeline sahiptir [3]. Bununla birlikte, ferritik paslanmaz çeliklerin kaynağıyla ilgili bir takım sorunlar vardır. Çelik yeteri kadar yüksek bir sıcaklıkta ısıtılırsa, süneklik ve tokluğunda azalmayla sonuçlanan çok hızlı tane büyümesi oluşabilir [4]. Normal halde ferritik paslanmaz çelikler, çok ince taneli sünek ve ferritik bir yapıya sahiptir. Ferritik paslanmaz çelikler, kaynak veya kaynak sonrası ısıl işlem sırasında yaşanan termal döngülerin sonucu olarak hassaslaşması yüzünden taneler arası korozyona karşı hassastır. Ergitme kaynak yöntemleri ile birleştirilmeleri durumunda, ITAB da 950 C nin üzerindeki sıcaklıklarda, taneler arası krom karbür çökelmekte ve taneler arası korozyon meydana gelmektedir. Yüksek sıcaklıklarda çalışmaya bağlı olarak, birleşme bölgesinde tane irileşmesi meydana gelmektedir. Tane irileşmesi ve taneler arası karbür çökelmeleri kaynaklı bağlantının mekanik özelliklerini olumsuz etkiler [5, 6]. Ferritik paslanmaz çeliklerin füzyon kaynağında düşük tokluk ve süneklikle sonuçlanan, ısıdan etkilenen bölgede ve bağlantının füzyon bölgesinde istenmeyen tane büyümesi ve zararlı ikincil fazların, özellikle sigma fazının çökelmesiyle karşılaşılır. Sigma fazının oluşumu ve tane büyümesi, lazer ışın kaynağı, darbeli akım gaz tungsten ark kaynağı ve katı hal kaynak yöntemleri gibi düşük ısı girişi içeren yöntemler uygulanarak kontrol edilebilir [7, 8]. Lazer kaynağı, farklı bağlantı tiplerinde, yeni malzemeler veya özellikleri geliştirilmiş malzemelerin mevcut ergitme kaynak yöntemleri ile kaynak edilmesinde karşılaşılan problemleri ortadan kaldırdığı ya da minimize ettiği için son yıllarda geniş bir uygulama alanı bulmuştur. Lazer kaynak işleminde lazer üretecilerine bağlı olarak lazer ışınları sürekli ya da darbeli modda olabilir. Sürekli veya darbeli bir lazer ışını, endüstride farklı ihtiyaçlar doğrultusunda çeşitli uygulamalarda kullanılmaktadır. Paslanmaz çeliklerin lazer kaynağı için, ısıdan etkilenmiş bölgenin çok küçük ya da yok denecek kadar az olmasının dışında, diğer füzyon kaynak işlemlerindeki aynı metalurjik hususlar geçerlidir. Örneğin karbür çökelmesi, yüksek hız ve düşük ısı girdisinden dolayı lazer kaynağında meydana gelmez. GTAW (Gas Tungsten Arc Welding) ile 10 2-10 4 W/ cm 2 aralığında güç yoğunluğu elde edilirken, lazer ışını odak noktasında 10 6-10 8 W/cm 2 aralığında güç yoğunluğu sağlar. Buna ek olarak, gaz tungsten ark kaynakları düşük oranlarda, genellikle, 10 0 10 1 K/s soğurken, lazer kaynaklarında ise ısıtma ve soğutma 10 5 K/s gibi çok yüksek oranlarda gerçekleşir. Lazer kaynağında düşük ısı girişi, hızlı ısıtma ve soğutma oranları, ferritik paslanmaz çelik kaynak bağlantılarında tane irileşmesi üzerinde daha fazla kontrol imkânı sağlar [9-11]. Kaynaklı birleştirmelerde en önemli sorun, kaynak dikişi ve çevresinde korozyon dayanımını koruyabilmektir. Bu bölgelerde malzeme, taneler arası korozyona duyarlı hale gelebilir. Bunu önlemek için bileşimi ve kaynak koşullarını çok iyi kontrol etmek gerekir. Bazen de kaynak sonrası işlemler gerekebilir. Bütün çelikler farklı seviyelerde korozyona maruz kalır. Paslanmaz çelikler içerdikleri krom sayesinde diğer çeliklere göre daha iyi korozyon direncine sahiptir. Krom azalmasıyla ferritik paslanmaz çeliklerin taneler arası korozyona duyarlaşması, tane sınırlarında krom karbür ve nitrürlerin oluşması nedeniyledir. Karbon ve azotun ferrit içinde düşük çözünürlüğü ve daha yüksek difüzyon hızı sonucu ferritik çeliklerin kaynağında, kaynak bölgesinde ve komşu bölgede hassas alan oluşur. Taneler arası korozyonu önlemek için karbon oranını azaltmak veya çelik bileşimine titanyum, niyobyum ekleyerek karbon ve azotu bağlamak gereklidir [12]. Bu çalışmada, çamaşır makinası tamburu yapımında kullanılan 430 tip ferritik paslanmaz çeliklerin lazer kaynağı ile kaynaklanması sonrası mekanik özellikleri, korozyon davranışı ve mikroyapısında meydana gelen değişimler incelenmiştir. 2. DENEYSEL ÇALIŞMALAR Bu çalışmada, 345x140x0,6 mm ölçülerinde AISI 430 (1.4016) ferritik paslanmaz çelik levhalar kullanılmıştır. Deneylerde kullanılan malzemenin kimyasal bileşimi Tablo 1 de, oda sıcaklığındaki mekanik özellikleri de Tablo 2 de gösterilmiştir. Kaynak işlemleri, saf argon gaz ortamında alın alına fiber lazer kaynak makinası kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Kaynak Tablo 1. Ana Malzemenin Kimyasal Bileşim Oranları Kimyasal Bileşim (%) C Mn P S Si Cr Ni 0,12 maks 1,00 0,045 maks 0,03 maks 1,00 maks 16-18 arası 0,75 maks Tablo 2. Ana Malzemenin Oda Sıcaklığında Mekanik Özellikleri Çekme Dayanımı Akma Sınırı (% 0,2) 415 MPa 250 MPa Sertlik (Rockwell B) 82 Tablo 3. Kaynak Parametreleri Power (kw) Işın Çapı (mm) Darbe Enerjisi (J) Darbe Frekansı (Hz) Gerilim (V) 1. Parametre 0,05 0,6 6,4 7,9 253 2. Parametre 0,20 0,7 7,6 7,9 266 3. Parametre 0,40 0,7 12 7,9 278 Şekil 1. Kaynaklı Parçaların Giyotinle Kesilmiş Görüntüleri Gerilim M Pa Uzama (%) Şekil 2. 1, 2 ve 3 no lu Parametrelere ait n Çekme Testi Sonuçları edilen numunelere çekme ve korozyon testleri uygulanmış ve mikroyapı incelemeleri yapılmıştır. Tablo 3 te belirtilen kaynak parametreleriyle kaynak işlemleri gerçekleştirilmiştir. 2.1 Çekme Testleri Kaynaklı birleştirmelerin çekme deneyleri EN ISO 6892-1 Standardı na uygun olarak gerçekleştirilmiştir. Test numuneleri kaynak yönüne dik gelecek konumda giyotin ile kesilmiştir (Şekil 1). 2.2 Mikroyapı İncelemeleri Mikroyapı incelemesi için numuneler sırasıyla, kaba zımparalama, ince zımparalama, parlatma ve dağlama işlemlerine tabi tutulmuştur. Zımparalama işleminde 120, 220, 400, 600, 800, 1000, 1200 meshlik zımpara kağıtları kullanılmıştır. Parlatma kademesi 3 mikronluk ve 1 mikronluk elmas süspansiyon ile gerçekleştirilmiştir. Dağlama sıvısı olarak 1 M %60 HCl, %40 saf su oranlarından oluşan dağlama sıvısı kullanılmıştır. İşlemler tamamlandıktan sonra her numune için kaynak metali, geçiş bölgesi ve ana metalden mikroyapı fotoğrafları çekilmiştir. 2.3 Korozyon Testleri Korozyon testleri EN ISO 3651-1 Standardı na göre gerçekleştirilmiştir. Hızlandırılmış korozyon deneyleri kapsamında, korozyon gelişimini metal mikroskobuyla tespit etmek için bir adet bakalitli numune ile ağırlık kaybını belirlemek için bir adet bakalitsiz numune çözelti içerisine alınmıştır. Korozif ortam için oda sıcaklığında 1M HCl çözeltisi kullanılmıştır. Korozyon öncesi numunenin kütle ölçümü yapılmış ve başlangıç kütlesi, m 1 = 0,522 g olarak tespit edilmiştir. Bakalitli ve bakalitsiz numune ayrı ayrı korozif çözeltiye bırakılmış olup, belirli periyotlarla bakalitli numuneden mikroyapı fotoğrafları, bakalitsiz numuneden ise kütle kaybı değerleri alınmıştır. Her iki numune de toplam 119 saat korozif çözelti içinde kalmıştır. Numuneler çözeltiye bırakıldıktan sonra mikroyapı fotoğrafları ve ağırlık kaybı sonuçları birinci, ikinci, üçüncü, dördüncü, beşinci, yirminci, doksan altıncı ve yüz on dokuzuncu saatin sonlarında alınmıştır. 119. saatin sonunda bakalitsiz numunede kaynak bölgesinden kopma gözlenmiştir. 3. SONUÇLAR 3.1 Çekme Testi Sonuçları Her bir parametre için kaynak edilmiş parçalar- 66 Mühendis ve Makina Mühendis ve Makina 67

Tablo 4. 1, 2 ve 3 no lu Parametrelere ait n Çekme Dayanımlarının Ortalaması Parametre No Ortalama R p0.2 (MPa) Ortalama R m (MPa) 1 223 296 2 214 236 3 249 410 Şekil 4. Ana Metal Mikro Yapı Görüntüsü a) Ana Metal b) Kaynak Bölgesi Şekil 7. 0. Saat Sonunda (Asit Çözeltisine Alınmamış) Mikroyapı Görüntüleri 1. Parametre 2. Parametre 3. Parametre Şekil 3. Her Üç Parametreye ait Kopma Bölgesi Örnekleri dan çıkarılan numunelere ait çekme testi sonuçları Şekil 2 de gösterilmiştir. Çekme testi sonuçlarından elde edilen verilere bağlı olarak her bir parametrenin ortalama çekme dayanımı değerleri Tablo 4 te verilmiştir. Şekil 2 deki 1 no lu çizim, 0,6 mm ışın çapı, 6,4 joule darbe enerjisiyle kaynatılan numunenin çekme testi sonucudur. Ortalama çekme dayanımı değeri 296 MPa olarak hesaplanmıştır. Kopma, kaynak bölgesinden gerçekleşmiştir. Dolayısıyla, kaynak bölgesinin çekme dayanımının ana malzemeden düşük olduğu açıktır. 2 no lu çizim, 0,6 mm darbe çapında, 7,6 joule darbe enerjisiyle kaynatılan numunenin çekme testi sonucudur. Ortalama çekme dayanımı değeri 236 MPa olarak hesaplanmıştır. Kopma, kaynak bölgesinden gerçekleşmiştir. Dolayısıyla, kaynak bölgesinin çekme dayanımının ana malzemeden düşük olduğu açıktır. 3 no lu çizim, 0,7 mm darbe çapında, 12,0 joule darbe enerjisiyle kaynatılan numunenin çekme testi sonucudur. Ortalama çekme dayanımı değeri 410 MPa olarak hesaplanmıştır. Çekme testi sonucunda kopma, ana malzemeden gerçekleşmiştir. Buna göre, 3 no lu kaynak parametresi ile birleştirilmiş 430 kalite paslanmaz çelik numunenin en iyi mekanik özelliklere sahip olduğu söylenebilir. Şekil 3 te, çekme numunelerinde her parametre için kaynak bölgesinden ve ana malzemeden kopan numunelere ait bir örnek görülmektedir. Şekil 5. Kaynak Bölgesi Mikroyapı Görüntüleri Şekil 6. Geçiş Bölgesi Mikroyapı Görüntüsü 3.2 Mikroyapı İncelemeleri Şekil 4 te, 430 kalite ferritik paslanmaz çelik malzemesinin mikroyapı fotoğrafı görülmektedir. Şekil 5 te, kaynak sonrası mikroyapı incelemeleri verilmiştir. Burada, lazer atış noktaları ve ergimenin başlayıp ısının dağılma yönü belirgin bir şekilde görülebilmektedir. Lazer atış noktası mesafesi azaldığında, lazer atışı sonucu ergiyip katılaşan bölgenin kısmen küçüldüğü tespit edilmiştir. Bu küçülmenin kaynak geriliminin, darbe enerjisinin, darbe süresinin değişkenlik göstermesi sonucunda meydana gelebileceği düşünülmektedir. Isı tesiri altında kalan bölge ( ITAB) neredeyse yok denilecek kadar dar bir alandadır (Şekil 6). Bu durum, lazer kaynağının küçük odak çapı sağlama ve çok hızlı soğuma özelliklerine bağlı olarak gelişmiştir. 3.3 Hızlandırılmış Korozyon Sonucunda Meydana Gelen Mikroyapılar Hızlandırılmış korozyon testi kapsamında numuneler, asit çözeltisine bırakılmadan önce parlatma işlemine tabi tutulmuş olup, mikroyapı fotoğrafları Şekil 7 de gösterilmiştir. Şekil 8 de, 1. saat, 2. saat, 3. saat ve 4. saatin sonundaki mikroyapı görüntüleri görülmektedir. Birinci saatin sonunda numunenin tüm yüzeyinde pitting oluşumunun başladığı görülmüştür. Kaynak bölgesinde ise tane sınırlarında çökelti oluşumu belirgin hale geldiğinden, bu bölgede taneler arası korozyonun daha etkili olduğu görülmektedir (Şekil 8a ve 8b). İkinci saatin sonunda pitting oluşumunda belirgin bir artış gözlenmemiştir. Bununla birlikte, kaynak bölgesinde taneler arası korozyonda dramatik bir artış vardır (Şekil 8c ve 8d). Üçüncü saatin sonunda, pitting oluşum hızında belirgin bir artış olmamakla beraber, tanelerarası korozyon ikinci sa- ate göre hem ana metal hem de kaynak bölgesinde artmıştır (Şekil 8e ve 8f). Dördüncü saatin sonunda, tanelerarası korozyonun daha çok arttığı ve ayrıca kaynak ile ana metal arasındaki bölgede tanelerarası korozyonun etkili olmaya başladığı tespit edilmiştir (Şekil 8g ve 8h). Şekil 9 da, 20 ve 119. saat sonunda yüzeyin durumu görülmektedir. Yirminci saatin sonunda, yüzeyde aşırı oksitlenme meydana gelmiş, ana metal bölgesinin bu oksit tabaka ile kapandığı gözlemlenmiştir. Yüksek büyütmelerde yüzeyin delikli/gözenekli bir yapıya sahip olduğu görülebilmektedir. Bununla birlikte, kaynak bölgesindeki taneler arası korozyonun çatlak boyutuna ulaştığı tespit edilmiştir (Şekil 9a ve 9b). Yüz on dokuzuncu saatin sonunda, ana metalin, özellikle yüksek büyütmelerde aşırı delikli/gözenekli bir yapıya ulaştığı gözlenmiştir. Ayrıca kaynak bölgesindeki taneler arası korozyonda yirminci saate göre belirgin bir artış gözlenmiştir (Şekil 9c ve 9d). 3.4 Hızlandırılmış Korozyon Sonucunda Meydana Gelen Kütle Kayıpları Belirli periyotlarda kütle ölçümü alınarak hesaplanan korozyon kaybı sonuçları Şekil 10 da verilmiştir. Şekil 10 da, ilk 5 saatte korozyon hızının çok düşük olduğu, ayrıca korozyon kaybının değişken olduğu göze çarpmaktadır. Korozyonun neden olduğu kütle kaybı ile oksitlenmenin neden olduğu kütle artışının bu değişkenliğe yol açtığı düşünülmektedir. 20. saatten sonra kütle kaybı daha etkili olmuş ve korozyon hızında artan bir eğilim meydana gelmiştir. Her ne kadar korozyon kaybı ağırlıkça ilk 5 saatte çok düşük gerçekleşmiş olsa da 1. saatten itibaren taneler arası korozyon etkili hale gelmeye başlamıştır. Bu durum, korozyonun malzeme ağırlığında önemli bir kayba yol açmasa da malzeme özelliklerini önemli oranda etkileyebilen bir proses olduğunu ortaya koymaktadır. 68 Mühendis ve Makina Mühendis ve Makina 69

Şekil 9. a-b) 20. Saat ve c-d) 119. Saat Sonunda Mikroyapı Görüntüleri Şekil 8. a-b) 1. Saat, c-d) 2. Saat, e-f) 3. Saat, g-h) 4. Saat Sonundaki Mikroyapı Görüntüleri Korozyon Kaybı (%) Süre/Saat Şekil 10. Korozyona Bağlı Kütle Kaybının Saate Bağlı Değişimi 4. SONUÇ Bu çalışmada, çamaşır makinesi tamburu olarak kullanılan AISI 430 ferritik paslanmaz çelik malzeme, darbeli lazer kaynağıyla kaynak edilmiştir. Kaynak parametrelerinin dayanım, mikroyapı ve korozyon özellikleri üzerine etkisi araştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar aşağıda verilmiştir: Kaynak gücünün artmasıyla dayanımın arttığı görülmüştür. 3. parametre değerlerinde 0,7 mm darbe çapında, 12 joule darbe enerjisiyle kaynak edilen numunelerde kopma, ana malzemeden gerçekleşmiştir. Lazer darbe noktaları ve ergimenin başlayıp ısının dağıldığı yön belirgin bir şekilde görülebilmektedir. Lazer darbe noktası mesafesi azaldığında, darbe sonucu ergiyip katılaşan bölgenin kısmen küçüldüğü tespit edilmiştir. Kaynak bölgesinde ısının akışı yönünde tanelerin yönlenerek kolonsal bir yapı oluşturduğu ve katılaşmanın tamamlandığı nokta da krater oluştuğu gözlemlenmiştir. Birinci saatin sonunda numunenin tüm yüzeyinde pitting oluşumunun başladığı görülmüştür. İkinci saatten itibaren taneler arası korozyon daha etkili olmuştur. Yirminci saatin sonunda, tüm yüzeyin gözenekli oksit tabakası ile kaplandığı, kaynak bölgesindeki taneler arası korozyonun ise çatlak boyutuna ulaştığı tespit edilmiştir. Yüz on dokuzuncu saatin sonunda kaynak bölgesinden kopma gözlenmiştir. KAYNAKÇA 1. http://www.yildizaypaslanmaz.com.tr/430-paslanmaz-celik. html, son erişim tarihi: 29.1.2016. 70 Mühendis ve Makina Mühendis ve Makina 71

2. Arun, M. A., Senthil, K. T., Chandrasekar, M. 2015. Mechanical and Metallurgical Properties of Dissimilar Welded Components (AISI 430 Ferritic-AISI 304 Austenitic Stainless Steels) by CO2 Laser Beam Welding (LBW), Journal of Chemical and Pharmaceutical Sciences, issue 6, p. 335. 3. Snelgrove, P. 2007. Ferritik Paslanmaz Çeliklerle İlgili Temel Kılavuz, ISBN 2-930069-51-1, PASDER (Paslanmaz Çelik Derneği). 4. http://www.twi-global.com/technical-knowledge/jobknowledge/welding-of-ferritic-martensitic-stainlesssteels-101/, son erişim tarihi: 29.1.2016. 5. Taşkın, M., Çalıgülü, U. 2009. AISI 430/1010 Çelik Çiftinin Lazer Kaynağında Kaynak Gücünün Birleşmeye Etkisi, Fırat Üniversitesi, Mühendislik Bilimleri Dergisi, sayı 21 (1), s. 11-22. 6. Khorrami, M. S., Mostafaei, M. A., Pouraliakbar, H., Kokabi, A. H. 2014. Study on Microstructure and Mechanical Characteristics of Low-Carbon Steel and Ferritic Stainless Steel Joints, Materials Science&Engineering A, vol. 608, p. 35 45. 7. Alizadeh-Sh, M., Marashi, S. P. H., Pouranvari, M. 2014. Resistance Spot Welding of AISI 430 Ferritic Stainless Steel: Phase Transformations and Mechanical Properties, Materials and Design, vol. 56, p. 258 263. 8. Gurrama, M., Adepub, K., Pinnintic, R. R., Gankidid, M. R. 2013. Effect of Copper and Aluminium Addition on Mechanical Properties and Corrosion Behaviour of AISI 430 Ferritic Stainless Steel Gas Tungsten Arc Welds, J Mater Res. Technology, vol. 2 (3), p. 238 249. 9. Hensley, W. E. 1997. Welding Stainless Steel, In Handbook of Stainless Steels, (Ed. Peckner, D., Bernstein, I. M.) McGraw Hill Book Inc., New York. 10. Steen, W. M. 1998. Laser Material Processing, Springer-Verlag Ltd., London, vol. 148, p. 207 216. 11. Rakesh, K., Ganesh, P., Tripathi, P., Nandedkar, R. V., Nath, A. K. 2006. Comparison of Laser and Gas Tungsten Arc Weldments of Stabilized 17 wt % Cr Ferritic Stainless Steel, Materials and Manufacturing Processes, vol. 18, issue 4. 12. Villaret, V., Deschaux, B. F., Bordreuil, C., Fras, G., Chovet, C., Petit, B., Faivre, L. 2013. Characterization of Gas Metal Arc Welding Welds Obtained with New High Cr Mo Ferritic Stainless Steel Filler Wires, Materials and Design, vol. 51, p. 474 483. 72 Mühendis ve Makina