Yazar
Rıza, Muhammed Farhan
Basım Tarihi
2024-08-30T14:34:00Z
Konu
Sürtünme karıştırma kaynağı, Sürtünme kaynağı, Paslanmaz çelik, Alüminyum alaşımları, Hafif metal alaşımları, Makine mühendisliği
Tür
Belge
Dil
İngilizce
Dijital
Evet
Yazma
Hayır
Kütüphane
Özyeğin Üniversitesi
Kayıt Numarası
3857544d-646c-4158-a5e5-772b9ce87275
Lokasyon
Makine Mühendisliği Bölümü
Tarih
2024-08-30T14:34:00Z
Örnek Metin
Sürtünme Karıştırma Nokta Kaynağı (FSSW), Sürtünme Karıştırma Kaynağı (FSW) olarak bilinen katı hal kaynağının modifikasyonudur. Son yıllarda FSSW, otomotiv, havacılık ve çeşitli imalat endüstrilerinde en yaygın kullanılan kaynak tekniği haline geldi. FSSW işlemi, geleneksel ergitme kaynak teknikleri kullanılarak kaynaklanamayan bu tür metal ve alaşımların birleştirilmesi için en uygun kaynak tekniğidir. Bu kaynak tekniği, enerji tasarruflu araçlar üretmek amacıyla bileşenlerin ağırlığını azaltmak amacıyla farklı hafif alaşımları birleştirmek için kolaylıkla kullanılabilir. Birçok araştırmacı, bu tekniğin diğer kaynak teknikleri üzerindeki üstünlüğünü detaylandırmak ve ayrıca işlem parametrelerinin bağlantı kalitesi üzerindeki etkilerini araştırmak için bu tekniği çeşitli benzer ve farklı metal alaşımları üzerinde uygulamıştır. Bu tekniğin üstünlüğüne rağmen, aletin pimi sonucu kaynak noktasında ortaya çıkan anahtar deliği ciddi bir sorundur ve birçok araştırmacı bu sorunun çözümüne odaklanmış ve bunun sonucunda Özyeğin Üniversitesi MEMFIS bünyesindeki İmalat Teknolojileri Laboratuvarı'nda geliştirilen Katmanlar Arası Sürtünme Karıştırma Nokta kaynağı (IL-FSSW) adı verilen yeni bir teknik geliştirilmiştir. Bu çalışma benzer ve farklı paslanmaz çelik ve alüminyum alaşımlarının birleştirilmesinde IL-FSSW işleminin kullanılmasını içermektedir. IL-FSSW tekniği kullanılarak üretilen kaynak bağlantısı, kaynak noktasında herhangi bir toplu deformasyon olmaksızın muhteşem bir yüzey görünümüne sahiptir. Anahtar deliği olmayan kaynak bağlantısı bu teknik kullanılarak başarılı bir şekilde üretilmiştir ve bu çalışma, kaynak parametrelerinin kaynak noktasının yüzey görünümü üzerindeki sıfır etkisini detaylandırmaktadır. Düz uçlu aletin ve ara katmanın kullanılması, geleneksel FSSW teknikleriyle karşılaştırıldığında anahtar deliği olmadan düz kaynak bağlantısının üretilmesine yardımcı olur. Ara katmanın (IL) kullanımı, Amerikan Kaynak Topluluğu (AWS) standartlarının gerekli limitinden 1,5 kat daha yüksek olan bindirme kesme kuvvetinin (LSF) iyileştirilmesinde önemli bir rol oynamış ve bazı kaynaklı numuneler gerekli minimum limitten 2 kat daha yüksek LSF göstermiştir. Çalışma parametrelerinin kaynak bağlantısının mikroyapıları ve mekanik davranışı üzerindeki etkisini araştırmak amacıyla, diğer parametreler sabit tutularak değişken olarak üç parametre ve bu üç parametre takım dönüş hızı, dalma derinliği ve IL çapı kullanılarak, sırasıyla AISI304 paslanmaz çelik benzer bağlantı ve Al6061/AISI304 benzer bağlantı için Taguchi modeli L8 ve L9'a dayanan Deney Tasarımı (DOE) geliştirilmiştir. Bindirme kesme kuvveti değerlerine dayanan varyans analizi (ANOVA) istatistiksel modeli, takım dönüş hızının bağlantı mukavemeti üzerinde en büyük etkiye sahip olduğunu detaylandırdı. Kaynak bağlantısının mekanik davranışı, çekme testi ve Vicker Sertlik testleri kullanılarak incelenmiştir. AISI304 benzer bağlantı ve Al6061/AISI304 farklı bağlantının külçe bölgesi üzerinde gerçekleştirilen Optik Mikroskobik analiz ve mikro sertlik testleri, mikro sertlik değerleri her bölge için farklı olduğundan ve OM bu bölgeleri ortalama tane boyutuna (AGS) göre ayırdığından, karıştırma bölgesini (SZ), termomekanik etkilenen bölgeyi (TMAZ), ısıdan etkilenen bölgeyi (HAZ) ve ana metali (BM) ayırt etmeye yardımcı oldu. Al6061/AISI304 kaynak bağlantısı için kırılma yüzeyinin Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), taneler arası ve taneler arası kırılma davranışını gösterir. Bindirme kesme çekme testleri, takım dönüş hızı ve dalma derinliğinin bindirme kesme kuvveti ile doğrudan ilişkili olduğunu, takım dönüş hızı ve dalma derinliği LSF'nin artmasıyla birlikte arttığını gösterdi. Dalma derinliğinin LSF ile doğrusal ilişkisi belirli bir sınıra kadardır çünkü bundan sonra punta kaynağının kalınlığı azalmaya başlar ve bu da LSF'yi azaltır. OM analizi, ara tabakanın üst tabaka ile kanca oluşumunu ve bu kanca oluşumunun kaynak bağlantısının mukavemetinin arttırılmasında önemli rol oynadığını göstermiştir. Sürtünme Karıştırma Nokta Kaynağı (SKNK), Sürtünme Karıştırma Kaynağı (SKK) olarak bilinen yöntem katı hal kaynak takviyesidir. SKNK, son yıllarda otomotiv, havacılık gibi farklı endüstrilerde yaygın olarak kullanılan bir kaynak yöntemi haline gelmiştir. SKNK işlemi, geleneksel kaynak teknikleri ile kaynak yapılamayan metal ve metal alaşımlarının birleştirilmesi için kullanılan ve uygun bir yöntem olarak belgelendirilmiştir. Bu kaynak teknolojisi, enerji verimliliği yüksek hızlarda üretilen hacim ağırlıklarını en aza indirgemek amacıyla farklı ve hafif alaşımların kırılması için birleştirilir. SKNK yönteminin diğer kaynak yöntemleri ile karşılaştırılarak daha iyi sonuçlar elde edildiği ve işlemin kaynak kalitesini göstermek amacıyla hem aynı hem de farklı metal alaşımları kullanılarak birçok çalışma yapılmıştır. Bu yöntemin diğer kaynak yöntemlerine göre sunduğu birçok avantaja rağmen, kaynak işlemi sonrasında kaynak pininin parçası üzerinde anahtar deliği şeklinde bir iz oluşturması büyük ölçüde bir sorun olarak görülmekte ve birçok araştırmacı bu çözüm çözümü üzerinde çalışmaktadır. Tüm işlemlerin sonucu yeni bir yöntem olan Orta Katmanlı Sürtünme Karıştırma Nokta Kaynağı (OK-SKNK) adı verilen metot ilk defa Özyeğin Üniversitesi İmalat Teknoloji Laboratuvarı'nda mevcuttur. Bu çalışma, benzer ve farklı paslanmaz çelik ve alüminyum alaşımlarının OK-SKNK yönteminin birleştirilmesi içermektedir. OK-SKNK teknolojisi kullanılarak üretilen kaynak bağlantısı, kaynak miktarı herhangi bir deformasyon olmadığı için düzgün bir yapıya sahiptir. Bu kaynak yöntemi kullanılarak anahtar deliği görüntülerinin bir kaynak bağlantısı başarıyla elde edildi. Bu verilerin kaynak verilerinin, kaynak noktasının yüzey görünümü üzerinde herhangi bir etki oluşturması detaylandırılmıştır. Düz elektrik aletinin ve ara katmanın kullanılması, geleneksel SKNK teknikleri ile karşı hizmetler, anahtar deliği olmadan, düz kaynaklı bir motorun işleyişine yardımcı olmaktadır. Ara katmanın (OT) kullanılması, AWS standartlarından 1,5 kat daha fazla olan bindirme kesme gücünün (LSF) işlenmesinde önemli bir rol oynanmış ve üretilen numunelerin örnekleri, gerekli minimum değerden 2 kat daha fazla LSF gösterilmiştir. Bu tezde çalışma verilerinin kaynak bağlantısının mikro yapısı ve mekanik verimi üzerinde kapsamlı araştırma için Taguchi modeline dayalı Deney Tasarımı (DOE) yöntemi kullanıldı ve diğer verim sabit tutulmak ile takım dönüş hızı, dalma derinliği ve OT çapı değişkeni olan üç parametre olarak sabitlendi. Varyans analizi (ANOVA) ile oluşturulan model ile yapılan LSF değerleri temel aralık, kaynak dayanımı üzerinde en büyük etkinliğe sahip parametre takım dönüş hızı olarak tespit edilmiştir. Kaynak bağlantısının mekanik davranış analizi, çekme testi ve Vickers verimi testleri yapılmıştır. AISI304 benzer ve Al6061/AISI304 benzer olmayan, optik mikroskop (OM) analizleri ve mikro sıcaklık testleri sonuçları, kaynak merkezi (KM), termomekanik etkilenen bölge (TMEB), ısının tesiri yerindeki bölge (ITAB) ve ana metal (AM) bölgelerinden elde edilen tarama oranları ve OM ile toplanan tanelerdeki bölümlerden faydalanarak, bu bölgeden ayrıldı. Al6061/AISI304 kırılma yüzeyleri Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ile incelenmiş ve taneler içi ve taneler arası kırılmalar vardı. Bindirme kesme testleri, artan takım dönüş hızı ve dalma derinliği LSF'nin de arttığı gibi, takım dönüş hızı ve dalma uzunluğunun de LSF ile doğrudan sağlandığı gösterilmiştir. Dalma derinliğinin LSF ile artışının belirli bir sınırına kadar gözlemlenmiştir. Bu durum sınırından sonra kaynağın tükenmesinin azalmaya başladığı ve bunun da LSF'yi dayanıklına neden olduğu ile açıklandı. OM analizi, üst sac ile ara tabakada kanca şeklinde bir oluşum gösterilmiş ve bu kanca oluşumu, kaynak bağlantısının dayanımını uzatmada önemli bir rol oynamaktadır.
