Sürtünme karıştırma kaynak tekniği ile birleştirilen AI-2014 levhalarında karşılaşılan hatalar ve mekanik özelliklere etkileri

Abstract

ÖZET Anahtar Kelimeler : Alüminyum ve alüminyum alaşımları, sürtünen eleman ile birleştirme kaynak yöntemi, kaynak bölgesi, mikroyapısal özellikler, sertlik Sürtünme karıştırma kaynak tekniği 1991 yılında merkezi İngiltere'de bulunan Kaynak Enstitüsü (TWT) tarafından bulunan ve geliştirilmeye devam edilen oldukça yeni katı hal kaynak tekniklerinden birisidir. Özellikle levhasal malzemelerin birleştirilmesinde kullanılan bu teknik, ergitme kaynak teknikleriyle birleştirmesi zor olan alüminyum, bakır, magnezyum, kompozit gibi malzemelerin problemsiz birleştirilmesinde büyük bir çığır açmıştır. Bu çalışmada, hala gelişmekte olan ve ülkemizde henüz yaygın olarak kullanılmaya başlanmamış sürtünme karıştırma kaynak tekniği ile Al 2014 alüminyum levhalar birleştirilerek meydana gelebilecek kaynak hataları ve sebepleri incelenmiştir. Deneysel çalışma kapsamında birleştirilen alüminyum levhaların çekme, bükme deneyleri yapılarak karıştırıcı uç dönme hızının ve ilerleme hızının kaynak özelliklerine etkileri araştırılmıştır. Kaynak bölgesinin mikro sertlik incelemesi gerçekleştirilmiştir. Ayrıca kaynak bölgesine ait mikro yapı karekterizasyonu yapılmıştır Yapılan çalışma sonunda, Al-2014 levhaların birleştirilmesinde kullanılan karıştırıcı uç formunun uygun olmadığı görülmüştür. Uygun olmayan karıştırıcı uç kullanımı sonucunda, bir dizi kaynak hatalarının olduğu tespit edilmiştir. Bu kaynak hatalarının, birleştirme mukavemetini olumsuz olarak etkilediği için hatalı birleştirmelerin mutlaka tahribatlı veya tahribatsız bir muayene tekniği ile tespit edilmesi gerektiği önerilmiştir. XI 1

JOINING DEFECTS OF Al-2014 ALLOY SHEETS WELDED BY FRICTION STIR WELDING AND EFFECTS ON MECHANICAL PROPERTIES ABSTRACT Key words : Aluminium and aluminium alloys, Friction stir welding (FSW), weld zone, microstructural properties, mechanical properties, hardness. Friction stir welding (FSW) is a solid state joining process invented by The Welding Institute (TWT, UK) in 1991. FSW is especially suitable to join the sheet Al alloys. It allows many metals including lead, magnesium, steel, titanium, zinc, copper and metal matrix composites to be welded continuously. Many alloys, which are regarded as difficult to weld by fusion processes, may be welded by FSW. FSW has several advantages over the commonly used fusion welding methods, such as low energy input, short welding time, low distortion and relatively low welding temperatures. Therefore, FSW has been developed for aerospace, automotive, marine and nuclear assemblies. The joining takes place through the movement of a rotating shouldered tool with profiled pin plunged into the joint line between two pieces of sheet or plate material. When the rotating pin tool moves along the weld line, the material is heated up by the friction produced between the shoulder of the tool and the workpiece to be weld. Frictional heat causes the material to soften without reaching the melting point. The results show that the cylindrical shouldered tool with a profiled probe used in this study is not suitable to join the sheet Al-2014 alloys. It takes place many joining defects in welding zone such as lack of stirring in the weld nugget, surface roughness, sub-surface defects etc. These weld defects cause low tensile and bend strengths. Therefore, it was revealed that destructive testing and non-destructive testing for friction stir welds are inevitable to reveal the weld defects which can not be detected by visual inspection. xin