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

Benzer belgeler
Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi

TERMOPLASTİK POLİMERLERİN SÜRTÜNME KARIŞTIRMA NOKTA KAYNAĞINA BAKALİT ARA TABAKA TOZUNUN ETKİSİ

Mert KILINÇ, Göknur BAYRAM. Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Kimya Mühendisliği Bölümü, 06531, ANKARA ÖZET

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

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

TERMOPLASTİK POLİMERLERİN SKNK YÖNTEMİ İLE KAYNAKLANABİLİRLİĞİNE KARIŞTIRMA SÜRESİNİN ETKİSİ

KARBON ELYAF TAKVİYELİ POLİAMİT 6 KARMALARIN ISIL VE MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ

Microstructures occurring in the joined thermoplastics sheets with friction stir welding

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

ŞEKİLLENDİRME SONRASI ISIL SÜREÇLERİN YÜKSEK YOĞUNLUKLU POLİETİLEN (HDPE) BORULARIN MEKANİK ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ

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

MEKANİK TEST LABORATUVARI

Akreditasyon Sertifikası Eki. (Sayfa 1/7) Akreditasyon Kapsamı

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

SÜRTÜNME KARIŞTIRMA KAYNAĞI VE YENİ UYGULAMA ALANLARI

BORULARIN PLAKALARA DIŞTAN BİR TAKIMLA SÜRTÜNME KAYNAK EDİLEBİLİRLİĞİNİN İNCELENMESİ

Kristalizasyon Kinetiği

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

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

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

SÜRTÜNME KARIŞTIRMA KAYNAĞINDA KAYNAK HIZININ BİRLEŞEBİLİRLİĞE ETKİSİ

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

BURULMA DENEYİ 2. TANIMLAMALAR:

Prof. Dr. HÜSEYİN UZUN KAYNAK KABİLİYETİ

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

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/8) Akreditasyon Kapsamı

Kaynak Yöntem Onayları için Kullanılan Mekanik ve Teknolojik Testler, Güncel Standartlar ve Dikkat Edilmesi Gerekenler

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/7) Akreditasyon Kapsamı

Yedinci Ulusal Kimya Mühendisliği Kongresi, 5-8 Eylül 2006, Anadolu Üniversitesi, Eskişehir YMN15

BASMA DENEYİ MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ. 1. Basma Deneyinin Amacı

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

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

METALURJİ VE MALZEME MÜH. LAB VE UYG. DERSİ FÖYÜ

TAKVĠYELĠ PLASTĠKLERĠN KAYNAK KABĠLĠYETĠ VE DAYANIMININ ĠNCELENMESĠ

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

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

Kaynaklı Birleştirmelere Uygulanan Tahribatlı Deneyler

Malzemelerin Mekanik Özellikleri

BURULMA DENEYİ 2. TANIMLAMALAR:

MalzemelerinMekanik Özellikleri II

MUHENDISLIK PLASTIKLERI ENGINEERING P L A S T I C S

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ FEN ve MÜHENDİSLİK DERGİSİ Cilt: 6 Sayı: 2 s Mayıs 2004

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

MALZEMELERİN MEKANİK ÖZELLİKLERİ

PLASTİK ŞEKİLLENDİRME YÖNTEMLERİ

FARKLI ÇELİKLERE UYGULANAN DEĞİŞEN ISITMA HIZLARININ MEKANİK ÖZELLİKLERE ETKİSİNİN İNCELENMESİ

2/13/2018 MALZEMELERİN GRUPLANDIRILMASI

BÖLÜM 3 DİFÜZYON (YAYINIM)


Çentik Açma (Charpy Test Numunesi) 5 TL / Numune 1 gün DİNAMİK LABORATUVARI * TS EN ISO 148-1:2011 TS EN ISO 148-1:2011 TS EN ISO 9016:2012:2013

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

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

EN madde 8.2 Fracture toughness (Klc) EN madde 8.4 Fatique Test

LABORATUVARDA YAPILAN ANALİZLER

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

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

MALZEME BİLİMİ Güz Yarıyılı Kocaeli Üniversitesi Ford Otosan Ġhsaniye Otomotiv MYO. Yrd. Doç. Dr. Egemen Avcu

T.C. GÜMÜŞHANE ÜNİVERSİTESİ. MÜHENDİSLİK ve DOĞA BİLİMLERİ FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MM 401 MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ DENEYLER I

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

TEKNOLOJĐK ARAŞTIRMALAR

DİFERANSİYEL TARAMALI KALORİMETRE İLE ZEYTİNYAĞI KARAKTERİZASYONU

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

BURSA TEKNĠK ÜNĠVERSĠTESĠ DOĞA BĠLĠMLERĠ, MĠMARLIK VE MÜHENDĠSLĠK FAKÜLTESĠ MAKĠNE MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ

Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi Pamukkale University Journal of Engineering Sciences

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

Enerji iş yapabilme kapasitesidir. Kimyacı işi bir süreçten kaynaklanan enerji deyişimi olarak tanımlar.

^\VWN ZİRAAT FAKÜLTESİ

PLASTİK ŞEKİL VERME (PŞV) Plastik Şekil Vermenin Temelleri: Başlangıç iş parçasının şekline bağlı olarak PŞV iki gruba ayrılır.

ÜNİVERSAL MUKAVEMET TEST SİSTEMLERİ. Mühendislik Araştırmları Elektronik Sistemler Engineering Research Electronic System

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/5) Akreditasyon Kapsamı

Sürtünme Karıştırma Kaynağı ile Birleştirilen Etial 1050 H14 Al Alaşımının Mikroyapı ve Mekanik Özelliklerinin Araştırılması

HDPE 100 Boruların Sıcak Eleman Alın Kaynağıyla Birleştirilmesinde Kaynak Sıcaklığı Parametresinin Birleştirme Mukavemetine Etkisi

Deneyin Amacı Çekme deneyinin incelenmesi ve metalik bir malzemeye ait çekme deneyinin yapılması.

Metallerin yerini alan endüstriyel plastik KESTAMİD. Döküm Poliamid. Kestamid Polikim in tescilli markasıdır.

NAMIK KEMAL ÜNİVERSİTESİ ZİRAAT FAKÜLTESİ BİYOSİSTEM MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ JAİN - CNT SERİSİ. < ) 63, PN 6 Sert PE. Yağmurlama Sulama Borusu

NAMIK KEMAL ÜNİVERSİTESİ ZİRAAT FAKÜLTESİ BİYOSİSTEM MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

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

İleri Teknoloji Bilimleri Dergisi Journal of Advanced Technology Sciences ISSN:

TAHRİBATLI MALZEME MUAYENESİ DENEYİ

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

3M VHB Bantlar VHB. THE Acrylic Foam Tape. Güvenilirlik, Güç. ve Dayanıklılık. VHB Akrilik Köpük Bantlar

OTOMOTİV ENDÜSTRİSİNİN MALZEME VE METALURJİ MÜHENDİSLERİNDEN BEKLENTİLERİ

NAMIK KEMAL ÜNİVERSİTESİ ZİRAAT FAKÜLTESİ BİYOSİSTEM MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ JAİN - CNT SERİSİ. <}>90, PN 6 Sert PE. Yağmurlama Sulama Borusu

3. 3 Kaynaklı Birleşimler

İki Farklı Metodla Üretilen Çelik Boru Profillerin Mikroyapı Ve Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi

Prof.Dr.İrfan AY. Arş.Gör.T.Kerem DEMİRCİOĞLU. Öğr. Murat BOZKURT. Balıkesir

100 TL/adet ISO TL/adet Metalik Malzemelerde. Standard Specification. 200 TL/adet 99. Elyaf takviyeli plâstik.

LABORATUAR DENEY ESASLARI VE KURALLARI

Frezeleme takım kompansasyonu # /49

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

T. C. GÜMÜŞHANE ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK VE DOĞA BİLİMLERİ FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ DENEYLER 2

DİLATASYON SU YALITIMI

YAPI MALZEMELERİ DERS NOTLARI

Sudan hafif, Çelikten dayanıklı. Mühendislik Plastiklerinde Bir Polikim Klasiği ULPOLEN UHMWPE. Ulpolen Polikim in tescilli markasıdır.

Bölüm 14 & Bölüm 15: Polimerlerin Yapısı ve Özellikleri

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

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

T.C. BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MIM331 MÜHENDİSLİKTE DENEYSEL METODLAR DERSİ

^\\VWN NAMIK KEMAL ÜNİVERSİTESİ ZİRAAT FAKÜLTESİ BİYOSİSTEM MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ JAİN - TGH SERİSİ. ( ) 32 Yumuşak PE Düz Boru.

2. Amaç: Çekme testi yapılarak malzemenin elastiklik modülünün bulunması

Transkript:

PE LEVHALARIN SÜRTÜNME KARIŞTIRMA KAYNAĞI İLE BİRLEŞTİRİLMESİNDE DALMA VE BEKLEME SÜRESİNİN ETKİSİ Özet İdris Karagöz a ve Mustafa Öksüz b a Yalova Üniversitesi Yalova Meslek Yüksekokulu Lastik Plastik Teknolojisi Bölümü, İstanbul/TÜRKİYE, idris_karagoz@hotmail.com b Marmara Üniversitesi Teknoloji Mühendisliği Fakültesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü, İstanbul/TÜRKİYE, moksuz@marmara.edu.tr Plastiklerin kaynakla birleştirilmesinde sürtünme karıştırma kaynağı (SKK) oldukça yeni bir kaynak tekniğidir. Metal ve alaşımlarına oranla plastikler için endüstriyel kullanımı henüz yaygınlaşmamıştır. Bu çalışmada dalma ve bekleme süresinin kaynaklı bağlantının mekanik özellikleri ve kaynak için gerekli olan ısı üzerindeki etkisi incelenmiştir. Bu amaçla PE levhalar farklı dalma ve bekleme sürelerinde SKK ile birleştirilmiştir. Birleştirme esnasında dalma ve bekleme süresi sonunda ve kaynak hattı üzerinde belirli aralıklarla lazer sıcaklık ölçüm cihazı ile oluşan sıcaklıklar ölçülmüştür. Kaynak sonrası kaynaklı bağlantıdan alınan numunelere mekanik deneyler uygulanarak dalma ve bekleme süresinin kaynaklı bağlantı üzerindeki etkisi tespit edilmeye çalışılmıştır. Anahtar kelimeler: Sürtünme karıştırma kaynağı, polietilen, plastiklerin kaynağı, termoplastik, dalma ve bekleme süresi EFFECT OF INSERTION AND HOLDING PERIOD IN CONNECTION OF PE PLATES BY FRICTION STIR WELDING Abstract Friction stir welding (FSW) is a very new technique used in connecting plastics by welding. Its industrial usage for plastics has not become prevalent yet in contrary to metals and alloys. In this study the effects of insertion and holding period on mechanical properties of welded connection and the heat necessary for welding was examined. For this purpose PE plates were connected by FSW in different insertion and holding periods. During connection at the end of various insertion and holding periods and on welding line, the occurring temperatures were measured by laser temperature measurement device. Mechanical experiments were applied to samples taken from welded connection after welding in order to detect the effect of insertion and holding periods on welded connection. Keywords: friction stir welding, polyethylene, plastic welding, thermoplastic, insertion and holding period 13

1. Giriş Sürtünme karıştırma kaynağı (SKK), 1991 yılında İngiltere Kaynak Enstitüsü (TWI) tarafından klasik sürtünme kaynağından geliştirilerek patenti alınan bir katı hal kaynak yöntemidir [1]. Günümüzde özellikle termoplastikler gibi bazı malzeme türleri için yöntemin endüstriyel olarak kullanılabilmesi amacıyla araştırmalara devam edilmektedir. SKK diğer birleştirme teknikleriyle kıyaslandığında, daha az enerji tüketimi ve koruyucu bir gaz kullanımına ihtiyaç duyulmaması, yöntemin basit ve uygulanabilir olması gibi özellikleriyle ön plana çıkmaktadır [2]. Havacılıktan, kara, deniz ve demiryolu taşımacılığına kadar pek çok endüstriyel alanda geniş bir uygulama alanına sahiptir. SKK ile çok farklı geometrilere sahip parçaların birleştirilebilmesi, kaynak için ön hazırlık gerektirmemesi, kaynak sonrası çok az deformasyonlu, çatlak veya boşluk meydana getirmeksizin güvenli bir kaynak yapmaya imkân sağlaması yöntemin en önemli avantajları olarak ön plana çıkmaktadır [3]. Bazı uygulamalar için kaynak hızının diğer kaynak yöntemlerine oranla düşük olması, kaynak yüzeylerinin iyi temizlenmediği ve sabitlemenin düzgün yapılmadığı durumlarda malzemelerde atık gerilmeler oluşturması SKK yönteminin dezavantajları olarak ön plana çıkmaktadır [4]. Bu çalışmada, endüstrideki kullanım oranı göz önüne alınarak seçilen polietilen (PE) malzemeden üretilmiş levhalar SKK ile birleştirilmiştir. Birleştirme işlemi sonrasında kaynaklı bağlantıdan alınan numunelere mekanik ve ısıl deneyler uygulanmıştır. Kaynak parametreleri açısından önemli bir yere sahip olan dalma ve bekleme süresinin kaynak performansı ve mekanik özellikler üzerindeki etkisi tespit edilmeye çalışılmıştır. 2. Deneysel Çalışmalar Deneysel çalışmalarda, Simona firmasına ait ticari adı PE-HWST, yoğunluğu 0,947 g/cm 3, çekme mukavemeti 22 MPa, akma uzaması %9, elastik çekme modülü 900 MPa, Çentik darbe dayanımı 21 kj/m 2, sertliği 0 Shore D ve çalışma sıcaklık aralığı -0/+80 o C olan PE levhalar kullanılmıştır. Üniversal freze tezgâhında dönme hızlarının sınırlı olması, yüksek devirlerde gerçekleştirilmesi planlanan birleştirme işlemi için yeterli olmamaktadır. Bu nedenle PE levhaların birleştirilmesi amacıyla 100x600 mm tabla ölçülerine sahip, mil HP (spendle) oranı 1/10, mil (spendle) hızı 10000 devir/dk. olan yüksek dönme ve ilerleme hızlarına çıkabilen Tayvanlı bir CNC tezgah üreticisi olan AWEA firmasının BM-80 modeli CNC dik işleme merkezi kullanılmıştır. PE levhalar M8 karıştırıcı uca sahip ve omuz çapı 2 mm olan klasik alüminyum stili kaynak takımı kullanılarak birleştirilmiştir. Birleştirme esnasında takım dönme devri 4000 devir/dk., takım ilerleme hızı 20 mm/dk. olarak sabit tutulmuş ve 30, 60 ve 90 saniye olarak üç farklı dalma ve bekleme süresi kullanılmıştır. Kaynaklı birleştirmede kullanılan kaynak parametreleri Tablo 1. de verilmiştir. PE levhaların SKK ile birleştirilmesine başlamadan önce makinanın ve hareketli kısımların ısınması amacıyla makine beş dakika kadar sabit devirde çalıştırılmıştır. Daha sonra makinanın programlama dili olan Fanuc 0i-MateMC programı yardımıyla bilgisayar kontrollü olarak SKK ile PE levhalar birleştirilmiştir. Birleştirme işlemi sonrasında birleştirilen levhalardan ASTM D412 Tip A (UL-62-A) ya göre su jeti ile kesilerek alınan numuneler (Şekil 1.) üzerinde mekanik (Çekme, eğme, sertlik) ve ısıl deneyler (Diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC), yumuşama sıcaklık deneyi (VICAT)) uygulanmıştır. 136

Deney No Dalma ve bekleme Süresi (Sn) Tablo 1 Kaynak parametreleri Takım Dönme Devri (devir/dak) Takım İlerleme Hızı (mm/dak) D3 30 4000 20 D4 60 4000 20 D 120 4000 20 140 9 R2 R1 4 R1 4 R2 1 2 2 Takım ilerleme yönünün tersi 1 0 400 Takım ilerleme yönü Şekil 1. ASTM D412 Tip A (UL-62-A) ya göre SKK ile birleştirilmiş levhadan alınan test numuneleri Diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) deneyi ile bir atmosfer ortamında sıcaklığın ve zamanın fonksiyonu olarak malzemedeki camsı geçiş sıcaklığı, erime ve kaynama noktası, kristalleşme zamanı, sıcaklığı vb. gibi geçişlerin tespit edilmesi amaçlanmıştır. Bu geçişler sıcaklık ve ısı akışına bağlı olarak değişiklik göstermektedir. DSC ile yaptığımız bu ölçümler dalma ve bekleme süresinin SKK kaynak performansı üzerindeki endotermik, ekzotermik ve ısı kapasitesindeki değişiklikleri içeren fiziksel ve kimyasal değişimler hakkında kantitatif ve kalitatif bilgileri vermektedir. DSC deneyinde; SKK sonrası kaynaklı levhalardan Şekil 2 de gösterilen şekilde kaynaklı bölgeden (2 nolu bölge) ve ana malzemeden (1 nolu bölge) alınan örneklerin Setaram DSC 11 cihazında 0 ml/dk., N 2 akımı altında, 20 o C/dk. Isıtma hızında erime termogramları kaydedilmiştir. DSC erime piklerinin analiziyle, farklı dalma ve bekleme sürelerinde SKK ile birleştirilmiş örneklerin erime davranışları incelenmiş, kristal lamel kalınlıkları ve kristalizasyon yüzdeleri hesaplanmıştır. Kristalizayon yüzdeleri (Xc), örneklerin DSC erime eğrileri altında kalan alanın hesaplanmasıyla elde edilen erime entalpilerinin ( Hm, 137

J/g), polietilenin %100 kristal haldeki erime entalpisine ( H o m, 293 J/g) oranlanmasıyla hesaplanmaktadır. Kristal hesaplamalarında kullanılan bağıntı (1) aşağıdaki gibidir []. Farklı dalma ve bekleme süresi kullanılarak birleştirilen PE levhaların DSC eğrilerinden elde edilen erime pik sıcaklıkları (Tm) ve erime entalpileri kullanılarak, aşağıda verilen Gibbs-Thomson eşitliğiyle (2) kristal lamel kalınlıkları hesaplanmıştır. Denklemde T o m denge erime sıcaklığını (PE: 146 o C), e kristallerin serbest yüzey enerjisini (PE:90 mj/m2), kristal lamel kalınlığını (nm), Hm erime entalpisini (J/g) ifade etmektedir []. (1) (2) DSC Numunesinin Alındığı 2 Nolu Kaynaklı Bölge Referans Numune Kaynaklı Bölge DSC Ana Malzeme Numunesinin Alındığı 1 Nolu Bölge Referans Numune Takım ilerleme yönü 2 1 Takım ilerleme yönünün tersi Kaynaklanmayan alt yüzey 3. Deneysel Sonuçlar Birleşme ara yüzeyi Şekil 2. DSC için numune alınan bölgeler Mekanik deneylere ait sonuçlar toplu olarak Tablo 2 de, ısıl deneylere ait sonuçlar ise Tablo 3 te verilmiştir. Çekme testlerine ait sonuçlar incelendiğinde, kaynak başlangıcında 30 saniye dalma ve bekleme süresine sahip D3 numaralı birleştirme işleminin en iyi çekme mukavemet değerine (21,27 MPa) sahip olduğu görülmektedir. Genel olarak mekanik deney performansları referans numune ile karşılaştırıldığında sonuçların başarılı olduğu gözlenmektedir. Eğilme performansı referans numuneden daha yüksek olarak gerçekleşmiştir. Dalma ve bekleme süresinin etkisi plastiklerin termal ve viskoelastik özelliklerine göre değişiklik göstermektedir Kaynak başlangıcında dalma ve bekleme sonrası elde edilen ısının kaynak hattı boyunca taşınmasında bu etki açıkça gözlemlenmektedir. Yüzeyden yapılan sertlik ölçümlerinde kaynaklı bağlantıların yüzey sertliği referans numuneden daha yüksek olarak ölçülmüştür. Bunun kaynak takımının omuz kısmının malzeme yüzeyinde yaptığı baskıdan kaynaklandığı düşünülmektedir. Karışım bölgesine yakın olan noktalarda bu baskının etkisi azaldığı için yüzeyin altındaki noktalarda sertliğin referans malzemenin sertliğinden daha düşük olarak gerçekleşeceği tahmin edilmektedir. 138

Deney No Referans Numune Çekme Mukavemeti (MPa) Tablo 2 Mekanik deney sonuçları Çekme Eğme Kaynak Mukavemeti Performansı (MPa) (%) Eğme Kaynak Performansı (%) Sertlik (Shore D) 22.97 100 2.4 100 0 D3 21.27 93 28. 111.0 3 D4 20.83 91 31.46 123.2 6 D 21.04 92 30.3 119. Yüksek sıcaklıklarda yapılan birleştirme işlemlerinde, birleştirme bölgesinin yavaş soğumasına ve buna bağlı olarak kristallenme oranının artması beklenmektedir. Ancak Tablo 3. te verilen sonuçlar incelendiğinde kristallenme oranlarında ve kristal lamel kalınlıklarında beklentilerin aksine bir sonuç elde edildiği görülmektedir. Bu durumun birleştirme esnasında kısa karıştırma sürelerinden kaynaklandığı düşünülmektedir. Çünkü kısa karıştırma sürelerinde hızla artan sıcaklığın, ideal kaynak sıcaklığının altında ya da üstünde olması kaynak bölgesindeki nüfuziyeti ve buna bağlı olaraktan kaynak mukavemetini negatif olarak etkilemektedir. Kristallenme oranı termoplastiklerin mekanik özellikleri ve yumuşama sıcaklıkları üzerinde etkili olmaktadır. Bu nedenle SKK ile termoplastiklerin birleştirilmesinde kristallenme oranının önemi büyüktür. SKK ile birleştirilen PE levhalarda birleştirme sonrası yapılan testlerde VICAT yumuşama sıcaklığının küçük miktarlarda da olsa arttığı gözlemlenmiştir. Testler esnasında batma iğnesi sıcaklık ~90 C ye geldiğinde numune yüzeyine batmış ve 120 C ye gelinceye kadar batma hızı normal bir seyir izlemiş, sıcaklık 130 C yi geçtikten sonra batma hızı artmıştır. Deney No Referans Numune Hm (J/g) H m (J/g) Tablo 3 Isıl deney sonuçları e Tm T m (mj/m 2 ) ( C) ( C) Xc (%) (nm) VICAT ( C) 160 293 90 134,7 146 4,6 14, 132.0 D3 147 293 90 134,8 146 0,2 14,7 132,3 D4 139 293 90 134,1 146 47,4 13,8 132,1 D 144 293 90 132,9 146 49,1 12, 132,1 4. Sonuçlar ve Tartışma Termoplastiklerin SKK ile birleştirilmesinde kaynak başlangıcında dalma ve bekleme süresi birleştirme işlemi için gerekli olan ısının elde edilmesi, taşınması ve kaynaklı birleştirmenin yüzey görüntüsü üzerinde etkili olmaktadır. Çok yüksek ya da çok düşük dalma ve bekleme sürelerinin SKK kaynak performansı ve mukavemeti üzerinde etkili olmaktadır. Kaynak başlangıcında dalma ve bekleme sürelerinin arttırılması, kaynaklı bölgenin kristal yüzdelerini ve kristal lamel kalınlıklarını düşürmektedir. Yüksek bekleme sürelerinde oluşan ısının etkisiyle kaynak bölgesindeki plastik malzeme daha akışkan bir hale gelmekte ve plastik malzemenin kontrolü zorlaşmaktadır. Düşük sürelerde ise birleştirme işlemi için gerekli olan ısının elde edilmesi ve taşınması zorlaşmaktadır. Buna bağlı olaraktan kaynak bölgesinde kaynak takım ucu tarafından ana 139

malzemeden koparılan parçanın ısı ve basınç etkisiyle plastik kıvamına getirilmesi ve kaynak bölgesini doldurması daha uzun bir çevrimde gerçekleşmektedir. Yetersiz nüfuziyet ve kaynak ısısı kaynak performansını olumsuz yönde etkilemekte ve kaynaklı bağlantının mukavemetini zayıflatmaktadır. İdeal dalma ve bekleme süresinin kullanılan takım omuz çapına, takım geometrisine, karıştırıcı uç çapına, plastik malzeme türüne ve kalınlığına göre değişiklik göstereceği unutulmamalıdır. Semboller Tm : Erime pik sıcaklıkları ( C) T m : Denge erime sıcaklığı ( C) Xc : Kristalizasyon yüzdesi (%) e : Kristallerin serbest yüzey enerjisi (mj/m 2 ) Hm : Erime entalpisi (J/g) H m : %100 Kristal haldeki erime entalpisi (J/g) : Kristal lamel kalınlığı (nm) Kaynaklar [1]Mishra, R.S., Ma, Z.Y., 200 Friction Stir Welding and Processing Materials, Science and Engineering Volume 0 (R0), p. 1-78. [2]Karagöz, İ., 2014 Termoplastiklerin Sürtünme Karıştırma Kaynak Özellikleri, Doktora Tezi, Marmara üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, Türkiye. [3]Kaluç, E., Taban, E., 2007 Sürtünen Eleman İle Kaynak (FSW) Yöntemi, MMO/2007/460, Makina Mühendisleri Odası, Ankara, Türkiye. [4]Santiago, D., Urguiza, S., Lombera, G., Vedia, L., 2009 3D Modelling of Material Flow and Temperature in Friction Stir Welding, Soldagem Insp. Sao Paulo, Vol 148, p. 248-26 []Karagöz, İ., Öksüz, M., 2014 Termoplastiklerin Sürtünme Karıştırma Kaynağında Takım Devir Hızının Ve Takım Omzu Dalma Derinliğinin Etkisi, 3.Uluslararası Kaynak Teknolojileri Konferansı ve Sergisi, 21-23 Mayıs 2014, Manisa-Türkiye. 140