Yazar
Bajilane, Isam Jabbar Ibrahim
Basım Tarihi
2019-06
Konu
Sürtünme karıştırma nokta kaynağı, Alüminyum, Anahtar deliği, Deney tasarımı, IL-FSSW
Tür
Belge
Dil
İngilizce
Dijital
Evet
Yazma
Hayır
Kütüphane
Özyeğin Üniversitesi
Kayıt Numarası
827e8539-ed02-4f73-8218-eac9ad3c91f5
Lokasyon
Makine Mühendisliği Bölümü
Tarih
2019-06
Örnek Metin
Kusursuz Bağlantıların Üretimi için Katı Hal Nokta Kaynak Tekniğinin Geliştirilmesi.--Sürtünme karıştırma nokta kaynağı (FSSW) işlemi, hafif alaşımlar kavramını kullanarak otomotiv uygulamalarına genişleyen, sert kaynaklanabilirlik malzemelerinin birleştirilmesi için yakın zamanda geliştirilmiş bir işlemdir. Böylece, katı hal kaynak yöntemi olarak FSSW'nin yakıt tüketimini azaltarak, kullanılan iş parçalarını eritmesine gerek kalmaması dünya çapındaki otomotiv imalat şirketlerinin dikkatini çekmiştir. FSSW işleminin avantajlarını gözlemlemek için çok fazla araştırma yapılmış olmasına rağmen, birleştirme işlemi tamamlandıktan sonra kaynak aletinin pimi sonucu kaynaklarda kaynak noktası merkezinde ortaya çıkan prob deliği (anahtar deliği) hatasının çözümüne daha fazla önem verilmiştir. Bu çalışma, ara katman (IL) kısmını kullanan ve üretilen kaynakların mekanik özelliklerini izleyen yeni geliştirilen bir FSSW işlemini kullanarak, anahtar deliği olmadan düz sürtünme karıştırma nokta kaynaklarının üretimini araştırmaktadır. Ara Katman FSSW (IL-FSSW) işlemiyle üretilen kaynaklar, kaynaklı saclardan kaynaklanan büyük bir bozulma olmadan mükemmel bir görünüm sergiledi. Nokta kaynağının üst yüzeyi pürüzsüz, düz bir yüzey gösterdi. Farklı kaynak parametrelerinin kullanımına bakılmaksızın tüm punta kaynaklarının görünümleri karşılaştırılabilirdi. Geleneksel FSSW kaynaklarıyla karşılaştırıldığında anahtar deliğinin oluşmaması dikkat çekicidir. IL parçasının kullanılmasının tur kesme kırılma kuvvetini (LSFF) iyileştirdiği gösterilmiştir. Kaynaklı numunelerden bazıları, Amerikan Kaynak Topluluğu'nun (AWS) kaynak kalitesi gereksinimlerinin maksimum değerine göre yaklaşık iki kat daha fazladır. Kaynak parametrelerinin çekme davranışı üzerindeki etkisini anlamak amacıyla, çekme testi sonuçlarını optimize etmek amacıyla deney tasarımından (DOE) yararlanılmıştır. Optimizasyon çalışması, artan dalma derinliğiyle birlikte LSFF'nin doğrusal olarak arttığını gösterdi. LSFF'ye göre varyans analizi (ANOVA) istatistiksel yöntemi, takım dönüş hızının en önemli parametre olduğunu, dalma ilerleme hızının ise bu bağlamda daha düşük olduğunu göstermektedir. Yorulma testleri, tüm koşullar için belirlenen farklı Al 6061/Al 2024 ve benzer Al 6061/Al 2024 alaşımlarının bindirme kaynaklı numunelerinin T6 ve tavlama (O) koşullarında ve Nf üzerinde gerçekleştirilmiştir. Tüm numunelerde uygulanan yüksek yükler altında tavlama işleminin Nf'yi olumsuz etkilediği gözlendi. Ancak tavlama işleminin Nf üzerinde olumlu bir etkiye sahip olduğu Al 2024 dışında düşük yük seviyelerinde herhangi bir ısıl işlem etkisi açıkça gözlenmedi. Al/Cu kaynakları açısından anahtar deliği olmayan düz kaynak noktaları başarıyla üretildi. Sonuçlar, pimli bir alet kullanılarak geleneksel FSSW ile gerçekleştirilen kaynaklarla karşılaştırıldığında, pinsiz alet kullanılarak IL-FSSW ile elde edilen LSFF'de çok az fark olduğunu ortaya çıkardı. X-ışını kırınımı (XRD) analizleri, Al2Cu ve Al4Cu9 fazlarının, kaynak külçesi içindeki levhaların ara yüzeyinde peritektik reaksiyonlar sonucu oluştuğunu göstermiştir. Vickers incelemesi, kaynak külçesinde oluşan sert metaller arası bileşiklere karşılık gelen ana metalinkinden daha üstün olan 575 Hv'ye kadar belirgin farklı mikrosertlik seviyeleri gösterdi. IL-FSSW sürecini simüle etmek için termal ve mekanik olmak üzere iki sonlu eleman modeli oluşturuldu. Termal modelden elde edilen sıcaklık dağılımları deneysel ölçümlerle iyi bir uyumla karşılaştırıldı. Mekanik model, kesme-çekme testlerinden elde edilen deneysel değerlerle birlikte bağlantıların mukavemetini tahmin etmek için kullanılır ve çeşitli bağlantıların mekanik davranışlarındaki eğilimleri ortaya koymak için tatmin edici sonuçlar sağlar. Bu nedenle, katı hal kaynak yöntemi olarak FSSW, kullanılan iş kapsamı ergitmek durumunda kalmadığı ve yakıt tüketmek için kullanılmak üzere otomotiv üreticisi firmalarının dikkatini çekmiştir. FSSW'nin avantajlarını gözlemlemek için önemli incelemelerin yapılmış olmasına rağmen, takım piminin bir sonucu olarak kaynak eksikliğiki pim deliği (anahtar deliği) kusuruna daha fazla önem verilmiştir. Bu çalışma, orta katman (IL) parçasını kullanan ve üretilen mekanik özellikleri sergileyen yeni çıkarılabilir bir FSSW işlemi kullanarak, anahtar deliği olmadan düz yüzeyli değişimleri aralık nokta aralık imalatını araştırmaktadır. Orta katman FSSW (IL-FSSW) işlemiyle üretilen kaynaklar, büyük bir çarpılma olmadan mükemmel bir görünüm sergilemiştir. Nokta kaynağının üst yüzeyi pürüzsüz ve düz bir yüzey gösterilmiştir. Farklı kaynak parametrelerinin kullanılmasından bağımsız olarak, tüm nokta görünümleri karşılaştırılabilir olarak alınabilir. Geleneksel FSSW kaynaklarına kıyasla herhangi bir anahtar deliği kusurunun oluşmaması oldukça önemlidir. IL parçasının kullanılmaması, bindirmeli kopma kopma mukavemetini (LSFF) Amerikan Kaynak Topluluğu (AWS) standart kalite özelliklerinin maksimum artışının yaklaşık iki tanesi geliştirildi. Kaynak kopyanın çekme uzamasının üzerindeki şekli değiştirmek için çekme testi sonuçlarının eniyilenmesi için deney tasarımı (DOE) kullanılmıştır. Optimizasyon çalışması, LSFF'nin artan dalma derinliği ile doğrusal olarak arttığını gösterdi. LSFF'ye göre varyanslara (ANOVA) uygulanan yöntemin analizi, takımın dönme hızının en önemli parametresi olduğunu gösterirken, dalma besleme hızı bu konuda çok ciddi bir etki göstermedi. Yorulma testleri, T6 ve tavlama (O) koşulları altında, benzer ve benzer olmayan Al 6061 / Al 2024 alaşımlarının bindirmeli numunelerinin kırılma kırılma kırılması (Nf) hızının belirlenmesi için gerçekleştirilmiştir. Tüm numuneler için tavlama işleminde yüksek düzeyde uygulanan yükler altında Nf üzerinde olumsuz bir etkiye sahip olduğu gözlenmiştir. Bununla birlikte numunelerin düşük yük seviyelerindeki Nf’i üzerinde ısıl işlemin etkisi gözlemlenmeden yalnızca Al 2024’te tavlama olumlu etkisi açıkça gözlemlenmiştir. Al/Cu kaynakları açısından, anahtar deliği olmayan düz kaynak noktaları başarıyla üretilir. Sonuçlar, pimsiz takım kullanılan IL-FSSW ile elde edilen LSFF değerleri ile pimli bir takım makinesinde geleneksel FSSW ile elde edilen değerler ile karşı ürünler çok az bir fark olduğu ortaya çıktı. X ışın kırınımını (XRD) analizleri, Al2Cu ve Al4Cu9 fazlarının, levhaların ara yüzeyindeki kaynak bölgesinde meydana gelen ötektik ve peritektik reaksiyonların bir sonucu olarak oluştuğunu göstermektedir. Vickers atış incelemesi, kaynak bölgesinde oluşan sert metaller arası resimlere tekabül eden 575 Hv seviyesinde mikro atış gösterdi. IL-FSSW'nin termal ve mekanik benzetimi için iki sonlu eleman modeli geliştirilmiştir. Termal modelden elde edilen sıcaklık dağılımları uzak ölçümlerle karşılanmış ve uzak mesafelere kadar uzanır. Mekanik model, kesme-çekme testlerinden elde edilen çeşitli değerlerle birlikte bağlantıların gücünün tahmin edilmesi için kullanım olup, çeşitli bağlantıların tatmin edici mekanik performansındaki performans sergilemek için sonuçları sağlayan sonuçlar.
