MIG/MAG, TIG ve elektrik ark kaynak yöntemleri ile birleştirilen AISI1040, AISI316 ve Al5083 malzemelerin mekanik ve mikroyapı özelliklerinin araştırılması

Abstract

Bu çalışmada, sanayide daha geniş kullanım alanına sahip, diğer kaynak yöntemlerinden daha çok kullanılan MIG/MAG, TIG ve elektrik ark kaynak yöntemlerine ait kaynak parametrelerinin optimizasyonu için deneysel çalışmalar yapılarak sonuca varılmaya çalışılmıştır. Kaynak öncesi, kaynak sırasında ve kaynak işlemi sonrasında yapılan çalışmalar kaynağın mekanik ve mikroyapısal olarak kalitesini güçlü yönde etkilemektedir. Seçilen kaynak yöntemi, kullanılan deney malzemesi ve diğer şartlara bağlı olarak akım değeri, manipülasyon açısı, kaynak ağzı biçimi, kaynak hızı, kaynak pozisyonu gibi parametrelerin en iyi düzeyde seçilmesi gerekir. Bu çalışmada en önemli olarak görülen kaynak akımının kaynak kalitesine etkisi incelenmiştir. Bu çalışmada sanayide en fazla kullanım alanına sahip karbonlu çelik, alüminyum ve paslanmaz çelik; en fazla kullanım alanına sahip MIG, TIG ve elektrik ark kaynak yöntemleri uygulanmıştır. Kaynakla birleştirilen malzemelere çekme deneyi, eğme deneyi, sertlik ölçümü deneyleri uygulanmıştır. Çekme deneyi sonuçlarına göre kırılmalar en çok ITAB bölgesinde olmak üzere kaynak bölgesinde meydana gelmiştir. Düşük karbonlu çeliğin çekme deneyi sonuçları incelendiğinde elektrik ark kaynağı için 80 amperde, MIG kaynağı için 90 amper ve TIG kaynağı için 100 amperde en yüksek mukavemet değerleri ölçülmüştür. 316 serisi paslanmaz çeliğin çekme deneyi sonuçları incelendiğinde elektrik ark kaynağı için 90 amperde, MIG kaynağı için 80 amper ve TIG kaynağı için 80 amperde en yüksek mukavvemet değerleri ölçülmüştür. 5083 serisi alüminyum alaşımı için çekme deneyi sonuçları incelendiğinde MIG kaynağı için 90 amperde, TIG kaynağı için 100 amper değerinde maksimum çekme dayanımı elde edilmiştir. Sertlik deneyi sonuçlarına göre, genellikle en yüksek sertlik değeri kaynak metalinde ölçülmüştür. Ana malzemenin ITAB ve kaynak metalinden daha düşük sertlikte olduğu gözlenmiştir. Mikroyapı görüntüleri incelendiğinde kaynak bölgelerinde az sayıda gözenek oluştuğu, tane sınırlarında kolonsal bir yapının oluştuğu gözlenmiştir. 316 paslanmaz çeliğin daha düşük amper değerlerinde kaynağında mekanik ve mikroyapı özelliklerinin iyi çıkması krom-karbür çökelmesi diye adlandırdığımız kaynak hatasından olabileceği düşünülmektedir.

In this study, it has been tried to reach a conclusion by conducting experimental studies for the optimization of welding parameters of MIG/MAG, TIG and electric arc welding methods, which have a wider usage area in the industry and are used more than other welding methods. Work done before, during and after welding strongly affects the mechanical and microstructural quality of the weld. Depending on the welding method chosen, the test material used, and other conditions, parameters such as current value, manipulation angle, weld edge shape, welding speed, welding position should be selected at the best level. In this study, the effect of welding current, which is seen as the most important, on weld quality has been examined. In this study, carbon steel, aluminum and stainless steel, which have the most usage areas in the industry; MIG, TIG and electric arc welding methods, which have the most usage areas, were applied. Tensile test, bending test and hardness measurement tests were applied to the welded materials. According to the results of the tensile test, the fractures occurred in the weld area, mostly in the ITAB region. When the tensile test results of low carbon steel were examined, the highest strength values were measured at 80 amps for electric arc welding, 90 amps for MIG welding and 100 amps for tig welding. When the tensile test results of 316 series stainless steel were examined, the highest strength values were measured at 90 amps for electric arc welding, 80 amps for MIG welding and 80 amps for TIG welding. When the tensile test results for 5083 series aluminum alloy are examined, a maximum tensile strength of 90 amperes for MIG welding and 100 amperes for TIG welding was obtained. According to the hardness test results, generally the highest hardness value was measured in the weld metal. It has been observed that the base material has lower hardness than the heat and weld metal. When the microstructure images were examined, it was observed that few pores were formed in the source regions and a columnar structure was formed at the grain boundaries. It is thought that the good mechanical and microstructural properties of 316 stainless steel in welding at lower amperage values may be due to the welding fault we call chromium-carbide precipitation.