Sürtünme Karıştırma Kaynak Yöntemi ile

advertisement
6th International Advanced Technologies Symposium (IATS’11), 16-18 May 2011, Elazığ, Turkey
Sürtünme Karıştırma Kaynak Yöntemi ile Birleştirilmiş
AA6061/AA7075 Kaynaklı Bağlantıların Yorulma
Özelliklerinin Araştırılması
F. Sarsılmaz1 ve N. Özdemir2
1
Cumhuriyet Üniversitesi, Sivas/Türkiye, fsarsilmaz@cumhuriyet.edu.tr
2
Fırat Üniversitesi, Elazığ/Turkey, nozdemir@firat.edu.tr
The investigation of fatigue properties of
AA6061/AA7075 couples by friction stir welding
process
Abstract—In this study, the AA6061 and AA7075 plates which
were welded in the butt position by friction stir welding (FSW)
process, effect of tool profile, traverse speed and rotational speed
on the interface microstructure and fatigue behavior of welded
joints were investigated experimentally. Welded joints were
manufactured selecting two stir tool which has different profile
(screw and triangular) adapted universal milling machine at the
TAKSAN FU-400 patent with using three different traverse speed
(160, 200 and 250 mm/min) and two different rotational speed
(1120 and 1400 rpm). The macrostructural properties of welded
zone in these welded joints which were welded by FSW process
were performed by light optical microscopy. In additionally,
endurance fatigues of FSW samples were performed using a
Testronic mark testing machine. The cyclic push-pull fatigue tests
were conducted under axial total stress-amplitude condition and
stress ratio R = Rmin/Rmax = 0.1 and wöhler diagrams were
obtained. From the results of macrostructural analyzes and
fatigue test it has been observed that rotational speed has not
important effect on the interface macrostructural changes and
fatigue life of friction stir welded joints, traverse speed and tool
geometry has a significant effect.
Keywords—Friction stir welding, Aluminum alloys, AA6061,
AA7075, Fatigue life, Microstructure
I. GIRIŞ
ON yıllarda metal ve malzeme biliminde büyük
gelişmelerin sağlanması ile birlikte metalik malzemelerin
birleştirilmesi büyük önem kazanmıştır[1]. Özellikle yeni
ve özellikleri geliştirilmiş malzemelerin üretilmesi ve bu
malzemelerin mevcut ergitme kaynak yöntemleri ile
birleştirilmesinden doğan problemler, araştırmacıları yeni
birleştirme yöntemleri geliştirmeye yönlendirmiştir. Ergitme
esaslı kaynak yöntemleri ile alüminyum ve alaşımlarının
birleştirilmesinde yüksek ısı girdisi bu malzemelerin ısıl
genleşmelerinin yüksek olması ve katılaşma sıcaklık
aralıklarının geniş olması sonucu kaynak dikişinde çatlak
oluşumuna neden olabilmektedir[2]. Ayrıca, ark kaynağındaki
yüksek ısı girdisi, alüminyum alaşımları için ITAB‘da tane
sınırında düşük ergime dereceli fazların oluşumuna ve
dolayısıyla bu bölgede katılaşma esnasında tane sınırlarında
S
çatlamalara yol açtığı da bilinmektedir[2,3]. Yaşlandırma
sertleşmesine tabi tutulmuş alüminyum alaşımlarının ergitme
kaynak yöntemleri ile birleştirilmesinde karşılaşılan bir başka
problem, kaynak dikişinde sertleştirici çökeltilerin çözünmesi
ile ITAB‘da aşırı yaşlanma sonucu sertlik ve mukavemetin
düşmesidir. Bu durum kaynak bölgesinde mekanik
uyumsuzluğa sebep olmaktadır[2-4]. Belirtilen bu sebeplerden
dolayı, bu malzemelerin birleştirilmesinde katı hal kaynak
yöntemlerinden biri olan sürtünme karıştırma kaynağı büyük
avantajlar sağlamaktadır [3-5]. Yeni geliştirilen bir katı hal
kaynak yöntemi olan sürtünme karıştırma kaynağı, alın alına
sabitlenmiş iki levha arayüzeyine yüksek devirde dönen
kademeli bir karıştırıcı ucun daldırılarak kaynak yapılmak
istenen uzunluk boyunca belirli bir hızda ilerletilmesinden
ibarettir[6,7]. Başlangıçta, sürtünme karıştırma kaynağı ergime
sıcaklıkları düşük olan Al ve Cu alaşımlarının
birleştirilmesinde kullanılmaktaydı. Ancak, son yıllarda bu
alanda yapılan çalışmalar sonucu geliştirilen ve yüksek
sıcaklıkta çalışma performansına sahip Polikristal Kübik
Boron Nitrit (PCBN) karıştırıcı uç sayesinde paslanmaz
çeliklerin kaynağında önemli gelişmeler sağlanmıştır [9].
Literatürde, sürtünme karıştırma kaynağı ile birleştirilmiş
alüminyum alaşımları ve alüminyum esaslı metal matriksli
kompozitlerin mikroyapı ve mekanik davranışları üzerine pek
çok çalışma mevcuttur. Ancak sürtünme karıştırma kaynağının
karmaşık mikroyapısal yönleri üzerine çalışmalar devam
etmektedir. Yapılan literatür taramasında, sürtünme karıştırma
kaynak yöntemi ile birleştirilmiş kaynaklı bağlantıların hasar
süreci üzerine yok denecek kadar az çalışma bulunmaktadır.
Bu çalışmada, farklı bileşime sahip AA6061 ve AA7075
alüminyum levhaları sürtünme karıştırma kaynak yöntemi ile
birleştirerek, karıştırıcı uç geometrisi ve ilerleme hızının,
yorulma davranışı üzerine olan etkisini incelemek
amaçlanmıştır.
II. MATERYAL VE YÖNTEM
Deney çalışmalarında, 8 x 110 x 210 mm boyutlarında ticari
olarak temin edilen standart AA6061 ve AA7075 malzeme
çiftine ait kimyasal kompozisyon Tablo.1, mekanik ve fiziksel
özellikler ise sırasıyla Tablo 2 ve Tablo 3 de verilmiştir.
Kaynak işleminden önce, ticari olarak temin edilen plaka
halindeki standart alüminyum alaşımların dört kenar yüzeyi,
freze tezgahında 8 x 100 x 200 mm ebatlarında, parmak freze
çakısıyla işlenmiştir. Böylece, birleştirilecek alın yüzey, kir,
196
F.Sarsılmaz, N. Özdemir
pas ve oksit tabakasından arındırılmıştır. Bu işlemden sonra
bütün plakalar, dahil olduğu parametre numarasına göre
markalanmış ve eşleştirilen plaka çiftlerinin kaynak başlangıç
noktasının klavuz deliği, 3 mm çapında matkap ucu
kullanılarak açılmıştır. 10 mm kalınlıktaki altlık malzeme
yüzeyi düzlem taşlama tezgâhında taşlanarak, freze tablası
üzerine yerleştirilmiştir. Birleştirilecek plakalar bu altlık
üzerine konduktan sonra Şekil 1‘ deki düzende dörtlü bağlama
pabuçları yardımıyla sıkıştırılarak kaynak işlemine hazır hale
getirilmiştir. Sürtünme karıştırma kaynaklı bağlantıların
gerçekleştirilmesinde kullanılan karıştırıcı uçlar, Şekil 2‘de
görüldüğü gibi K100 çelik malzemesinden üçgen ve vida
olmak üzere iki farklı uç geometrisinde imal edilmişlerdir.
Kaynaklı bağlantıların gerçekleştirilmesinde kullanılan
değişken parametreler, Tablo 4‘te verilmiştir.
Şekil 3: ASTM E466 standartlarında hazırlanan yorulma test
numunesi ve ölçüleri
Tablo 4: Kaynaklı bağlantıların gerçekleştirilmesinde kullanılan
kaynak parametreleri
Numune
No:
S4
S5
S6
S7
S8
S9
S13
S14
S15
S16
S17
S18
Tablo 1: Deney çalışmalarında kullanılan malzemelerin nominal
kimyasal kompozisyonu
Alaşım Elementleri (% Ağırlık)
Malzeme
AA6061
AA7075
Cu
0.15
1.3
Fe
0.6
0.45
Si
0.8
0.4
Zn
0.1
5.5
Mn
0.1
0.3
Mg
1.1
2.4
Al
Kalan
Kalan
Tablo 2: Deney çalışmalarında kullanılan malzemelerin mekanik
özellikleri
Malzeme
Çekme Dayanımı
(MPa)
AA6061
AA7075
235
570
Akma
Dayanımı
(MPa)
140
505
Elastiste
modulü
(GPa)
70
72
Sertlik
(HV)
70
150
Tablo 3: Deney çalışmalarında kullanılan malzemelerin fiziksel
özellikleri
Özgül Ağırlık
(kg/m3)
Genleşme
Katsayısı
(µm m-1 K-1)
(%IACS)
AA6061
2700
23.3
40
Isıl
İletkenlik
(W m-1 K1
)
155
AA7075
2810
23.5
33
134
Malzeme
Bağlama
Pabuçları
Elektriksel
İletkenlik
Karıştırıcı takım
Birleştirilen
Levhalar
Şekil 1: Sürtünme karıştırma kaynağının şematik gösterimi
Şekil 2: Sürtünme karıştırma kaynağında kullanılan karıştırıcı uç
ebatları
Karıştırıcı
Uç Profili
Devir Sayısı
(dev/dak.)
1120
Üçgen
1400
1120
Vida
1400
İlerleme
Hızı
(mm/dak.)
160
200
250
160
200
250
160
200
250
160
200
250
III. DENEYSEL ÇALIŞMALARIN IRDELENMESI
3.1. Makroyapı Değerlendirmesi
Üçgen ve vida karıştırıcı uç kullanılarak birleştirilen kaynaklı
bağlantıların ara kesit yüzeylerinden alınan makroyapı
fotoğrafları sırasıyla Şekil 4 ve Şekil 5‘de verilmiştir. Her iki
uç geometrisiyle birleştirilen bağlantıların ara yüzeyinde
meydana gelen yapısal değişimler, farklı işlem parametreleri
göz önüne alınarak değerlendirilmiştir. Makroyapı fotoğrafları
incelendiğinde, uç geometrisine bağlı olarak farklı dikiş
formları elde edilmiştir. Ayrıca üçgen ve vida karıştırıcı uç ile
birleştirilen bütün numunelerin kaynak bölgesinde, dört farklı
bölgenin varlığı literatüre paralel olarak tespit edilmiştir[1012]. Bu bölgeler; A: Ana malzeme, B: Isıdan etkilenen bölge,
C: Termomekanik etkilenen bölge, D: Dinamik olarak yeniden
kristalleşen bölge olarak tamamen mikroyapı karakteristiğine
bağlı olarak adlandırılmıştır. Bu bölgelerde meydana gelen
yapısal değişim, temelde aynı benzerlikte olmasına rağmen, en
belirgin değişim dinamik ve termodinamik olarak kristalleşen
bölgelerde görülmektedir. Bu bölgelerin şekil ve boyutları,
karıştırıcı uç profili, devir sayısı ve ilerleme hızına bağlı olarak
değişmektedir. Üçgen karıştırıcı uç kullanılan numunelerde
kaynak merkezinde oval bir girdap oluşumu gözlenirken (Şekil
4), vida uç profili ile birleştirilen numunelerde kaynağın en dip
noktasından yüzeye doğru konik ―V‖ dikiş profiline benzer bir
yapı görülmektedir (Şekil 5). Bu kaynak bölgelerinin
boyutları, yüksek ilerleme hızları ve daha düşük devirli
kaynaklarda daralırken,
düşük ilerleme hızı ve yüksek
devirlerde genişlediği görülmüştür. Bu durum, artan ilerleme
hızına bağlı olarak birim alan ve birim zamanda ulaşılan
sıcaklık derecesinin düşmesinden dolayı, karıştırıcı uç
yardımıyla yeterli vizkositeye ulaşamamış malzemenin,
ekstrüzyon kabiliyetinin azalması ve böylece taşınamaması ile
ilişkilendirilebilir. Cavaliere ve diğ. [11,12] çalışmalarında,
yeterli sıcaklığa ulaşamadan taşınmak istenen yarı plastik
197
Sürtünme Karıştırma Kaynak Yöntemi ile Birleştirilmiş AA6061/AA7075 Kaynaklı Bağlantıların Yorulma Özelliklerinin…
malzemenin birleşme hattı boyunca kaynak dikiş morfolojisi
üzerinde etkili olduğunu ve ayrıca porozite ve tünel oluşumunu
artıracağını vurgulamışlardır. Bu nedenle SKK işleminde hem
birleşme kabiliyeti hem de uygun dikiş formu açısından yeterli
sıcaklığın sağlanması önemli rol oynamaktadır.
Isıdan
etkilenen
bölge
yorulma dayanım sonuçları ve ulaşılan çevrim sayıları Tablo
5‘de verilmiştir.
Tablo 5. Wöhler eğrilerinden elde edilen yorulma mukavemet
değerleri
Num
.
Kod
u
Termomekanik olarak
yeniden kristalleşen bölge
Karışt.
Uç
Profili
Devir
Sayısı
(dev/da
k)
S4
Dinamik olarak
yeniden kristalleşen bölge
1120
S5
S6
Üçgen
S7
Ana
malzeme
1400
S8
S9
2 mm
S13
Şekil 4: Üçgen karıştırıcı uç kullanılarak birleştirilen S4 nolu
numunenin birleşme bölgesinden alınan makro yapı fotoğrafı.
S15
S18
Termomekanik olarak
yeniden kristalleşen bölge
Dinamik olarak
yeniden kristalleşen bölge
Ana
malzeme
Vida
S16
S17
Isıdan etkilenen
bölge
1120
S14
2 mm
Şekil 5: Vida karıştırıcı uç kullanılarak birleştirilen S18 nolu
numunenin birleşme bölgesinden alınan makro yapı fotoğrafı.
3.2 Yorulma Test Sonuçları
Kaynaklı bağlantıların yorulma ömürleri Wöhler eğrileri
yardımıyla belirlenmiştir. Yorulma testlerinde başlangıç
gerilmelerinin tespiti için numunelere, önce düşük çevrim
değerlerinde çatlama ve kopma gösterecek derecede yüksek
gerilmeler uygulanarak yorulma deneylerinin kalibrasyonu
yapılmıştır. Daha sonra bütün numunelere ASTM E-466
standardına uygun yüksek çevrimli yorulma testleri
uygulanmıştır. Yorulma deneylerinde literatüre uygun
sürtünme karıştırma kaynaklı numuneler için seçilen
parametreler kullanılmıştır [14, 15, 16]. Parametreler, Gerilme
oranı R= 0.1 İşlem frekansı 72 Hz olarak belirlenmiş ve bütün
bağlantılara eksensel sinüzodial yüklemeli, sabit yük genlikli
yorulma testi, çekme-çekme tipte uygulanmıştır. Deneylerde
resonant tip elektro-mekanik yorulma test makinesi
kullanılmıştır. Yorulma sınır değerleri ve çevrim sayılarında,
gerilme genliğine karşılık logaritmik çevrimler esas alınmıştır.
Bu eğriler yorulma test cihazında mevcut olan ASCII
kodlarına çevrilerek istatistik veri halindeki eğrilere
dönüştürülmüştür. Kaynak parametrelerine göre sıralanan
eğriler Şekil 6 –9‘da verilmiştir.
3.2.1. 1120 dv/dk ile Birleştirilen Numunelerin Yorulma Test
Sonuçları
1120 dönme hızında vida ve üçgen uçlarla birleştirilen
numunelere ait yorulma test sonuçları Şekil 6 ve 7‘de sırasıyla
verilmiştir. Ayrıca numune kod numarasına göre listelenen
1400
İlerlem
e Hızı
(mm/da
k)
Yorulma
Dayanımı
(MPa)
Yorulma
Çevrim
Sayısı
Tahribat
durumu
160
67
106
Kırıldı
200
75
3 x 106
Kırıldı
250
84
106
Kırıldı
160
59
3 x 106
Kırılmadı
200
68
2 x 106
Kırılmadı
250
70
2 x 106
Kırılmadı
160
71
6 x 105
Kırıldı
200
80
3 x 106
Kırılmadı
250
91
160
64
2 x 106
200
68
4 x 106
Kırıldı
250
73
3 x 106
Kırılmadı
1,5 x 106
Kırıldı
Kırıldı
S4, S5 ve S6 numunelerin Wöhler eğrileri incelendiğinde,
artan ilerleme hızlarıyla birlikte yorulma dayanım sınır
değerlerinde yükselişler gözlenmiştir. Uygulanan çevrim
sonucu üçgen karıştırıcı uçla yapılan kaynakların tümünde
kırılma gözlenirken, aynı şartlarda vidalı karıştırıcı uç ile
birleştirilen S14 nolu numune haricindeki bütün bağlantılarda
kırılma meydana gelmiştir. 1120 dv/dk dönme hızlarında
birleştirilen numunelerde, en yüksek yorulma dayanım değeri,
vida karıştırıcı uç kullanılarak 250 mm/dk ilerleme hızlarında
birleştirilen S15 nolu numunede 91 Mpa olarak ölçülmüştür.
Ayrıca üçgen karıştırıcı uçlarla birleştirilen S4, S5, S6 nolu
numunelerde ise en yüksek yorulma dayanım değeri 84
Mpa‘dır. Bu sonuca göre vida karıştırıcı uç ile birleştirilen
numunelerin tamamı, üçgen karıştırıcı uçla birleştirilen
numunelere göre daha iyi dayanım değerleri sergilemiştir.
Şekil 6: S4, S5 ve S6 nolu kaynaklı bağlantılara ait S/N diagramı
Sürtünme karıştırma kaynağında, birleşme mekanizması
üzerindeki etkisi nedeniyle vida karıştırıcı ucun, üçgen
karıştırıcı uçtan daha fazla olumlu etki sağladığı açıktır[17,18].
Bunun sebebi karıştırıcı uç geometrisinden kaynaklanan
karıştırma mekanizmalarındaki farklılıktır. Malzemelerin
birleştirilmesinde üçgen karıştırıcı ucun, yetersiz karıştırma
yapması nedeniyle, bağlantıların daha kısa yorulma ömrüne ve
198
F.Sarsılmaz, N. Özdemir
mekanik
özelliklerinin
düşmesine
sebep
olduğu
düşünülmektedir. Isı girdisinin derecesi, mikroyapısal
bozunumda ve özellikle mekanik test değerlerindeki düşüşte
önemli bir etki sağladığı bilinmektedir. İlerleme hızlarındaki
artışa paralel yorulma dayanımda meydana gelen kademeli
yükselişin temel sebebini, sıcaklık değerlerindeki düşüşün
neden olduğu düşünülmektedir.
ilerlemesinde etkili olmaktadır. Bu doğrultuda yorulma
mekanizmasına tesir eden temel faktörlerin biri plastik
deformasyondur [19]. Sürtünme karıştırma kaynağında 1400
dev/dk ile birleştirilen numunelerde yüksek çalışma sıcaklığı
nedeniyle plastik deformasyonun derecesi artmaktadır. Bu
durum bağlantıların genel mekanik özelliklerinde düşüşlere yol
açmaktadır.
Şekil 8: S7, S8 ve S9 nolu kaynaklı bağlantılara ait S/N diagramı
Şekil 7: S13, S14 ve S15 nolu kaynaklı bağlantılara ait S/N diagramı
3.2.2. 1400 dv/dk ile Birleştirilen Numunelerin Yorulma Test
Sonuçları
Üçgen ve vida karıştırıcı uç kullanılarak, 1400 dv/dk dönme
hızıyla birleştirilen S7, S8, S9 ve S16, S17, S18 numunelere
ait S/N grafikleri sırasıyla Şekil 8 ve 9‘da verilmiştir. Üçgen
karıştırıcı uçla birleştirilen S7, S8, S9 numunelerin S/N eğrileri
incelendiğinde, en yüksek ilerleme hızında (250 mm/dk)
birleştirilen S9 numunesinde, 70 Mpa yorulma dayanımı elde
edilmiştir. Bu değer S8 numunesinde 68 Mpa, S7 numunesinde
ise 59 Mpa olarak ölçülmüştür. Elde edilen sonuçlar
incelendiğinde, ilerleme hızlarındaki kademeli düşüşle
yorulma dayanım sınır değerleri düşmektedir. Aynı durum vida
karıştırıcı uçla birleştirilen S16, S17, S18 numunelerinde de
benzer özellikler göstermiştir. Bu numunelerdeki yorulma
dayanım sınır değerleri sırasıyla S16‘da 64 MPa, S17‘de 68
MPa ve S18‘da 73 MPa olarak tespit edilmiştir. Diğer yandan,
vidayla birleştirilen numunelere ait yorulma dayanım değerleri,
karıştırma özelliklerine bağlı olarak üçgen uçla birleştirilen
bağlantılardan bir miktar yüksek çıkmıştır. Bu sonuçlar, aynı
şartlarda 1120 dv/dk ile birleştirilen numunelerle
karşılaştırıldığında, işlem sıcaklıklarına bağlı olarak daha
düşük değerler elde edilmiştir. Fakat her iki devir sayısı (1120
ve 1400dv/dk), ilerleme hızı parametrelerine göre
karşılaştırıldığında, artan ilerleme hızlarında iyi mukavemet
değerleri göstererek, benzer özellikler sergilemişlerdir.
Bilindiği üzere yorulma kırıkları plastik şekil değiştirme,
çekme gerilmesi ve yorulma çevrimli gerilmenin aynı zamanda
tesiri ile ortaya çıkmaktadır [19]. Bu nedenle bu üç faktörün
meydana gelmemesi halinde, yorulma çatlakları meydana
gelmeyecek ve ilerlemeyecektir. Belirli bir gerilme genliği
altında uygulanan çevrim, malzemede şekil değiştirme
çatlakların başlamasında neden olmakta ve aralıklarla
uygulanan çekme gerilmeleri ise oluşan bu çatlakların
1400 dv/dk dönme hızlarında birleştirilen kaynaklı
bağlantıların yorulma dayanım değerleri, 1120 dv/dk dönme
hızıyla birleştirilen bağlantılardan bir miktar düşük olduğu
gözlenmiştir. Bunun sebebinin bağlantılarda genel mekanik
özellikler üzerinde önemli etkisi olan yüksek çalışma
sıcaklığının, kaynak bölgesinde yapısal bozunuma uğrayan
bölgenin sınırlarını genişletmesi nedeniyle, malzemede
mukavemet kayıplarına yol açtığı düşünülmektedir. S/N
grafiklerinden elde edilen yorulma dayanımımı sonuçları
literatür bilgileri ile paralellik göstermektedir. Uç profillerinin
yorulma performansı üzerinde etkisi incelendiğinde, vidalı
karıştırıcı ucun az miktardaki üstünlüğü, 1400 devir ile
birleştirilen numunelerde yine ön plana çıkmaktadır. Üçgen
karıştırıcı uç ile birleştirilen numunelerin tamamında kırılma
meydana gelmeden deney çevrimleri 3 x 106 çevrime kadar
devam ettirilmiştir. Vidalı karıştırıcı uçla birleştirilen
bağlantılarda S16 ve S17 nolu numunelerde kırılma meydana
gelmesine karşın S18 numunesi kırılmamıştır.
199
Şekil 9: S16, S17 ve S18 nolu kaynaklı bağlantılara ait S/N diagramı
Sürtünme Karıştırma Kaynak Yöntemi ile Birleştirilmiş AA6061/AA7075 Kaynaklı Bağlantıların Yorulma Özelliklerinin…
[7]
IV. GENEL SONUÇLAR
Çalışmada, farklı bileşime sahip AA6061 ve AA7075
alüminyum levhaları sürtünme karıştırma kaynak yöntemi ile
birleştirerek, karıştırıcı uç geometrisi ve ilerleme hızının,
yorulma davranışı üzerine olan etkisi ile ilgili elde edilen
sonuçlara bağlı olarak aşağıdaki genellemeler yapılabilir:
[8]
[9]
[10]
1. Kalınlığı 8 mm olan standart AA6061 ve AA7075
alüminyum alaşımı levhalar, farklı geometriye sahip (Vida ve
Üçgen) iki karıştırıcı uç kullanılarak alın alına tek taraftan
başarılı bir şekilde sürtünme karıştırma kaynak yöntemi ile
birleştirilmiştir. Kaynaklı bağlantıların, kaynak dikişi
görüntüsünün diğer kaynak yöntemlerine göre çok daha
düzgün olduğu ve birleşme yüzeyinde kalıntı, boşluk ve
bağlantısız bölgelerin olmadığı görülmüştür. Birleşme
bölgesinden alınan makro fotoğraflar incelendiğinde uç
profiline bağlı olarak kaynak bölgesinde dört farklı bölgenin
varlığı tespit edilmiştir. Bu bölgeler; Ana malzeme, Isıdan
etkilenen bölge, Termomekanik etkilenen bölge, Dinamik
olarak yeniden kristalleşen bölge olarak adlandırılmıştır
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
2. Yorulma testi sonuçlarına göre en iyi mukavemet değeri
S15 nolu numunede 91 Mpa olarak ölçülmüştür. Bu değerler
uç profillerine göre karşılaştırıldığında, vidalı ucun üçgen
profildeki uçla yapılan birleştirmeye nazaran daha iyi
mukavemet değerleri sergilediği görülmüştür. Devir sayıları
bakımından incelendiğinde, hem üçgen hem de vida uç profili
kullanılarak 1120 dev/dk ve 1400 dev/dk ‗da gerçekleştirilen
kaynaklı bağlantıların yorulma ömrü üzerinde önemli etkisi
kaydedilmemiştir.
Ancak
ilerleme
hızının
kaynaklı
bağlantıların yorulma davranışı üzerine olan etkisi kendi işlem
parametre grubunda ele alındığında ise, kaynak hızlarının
artmasına paralel olarak en yüksek yorulma mukavemet
değerleri, 250 mm/dak. hızla gerçekleştirilen kaynaklı
numunelerden elde edilmiştir.
[16]
[17]
[18]
[19]
TEŞEKKÜR
Bu çalışma Fırat Üniversitesi Bilimsel Araştırma Birimi
tarafından
FÜBAB-1250
no‘lu proje
desteği
ile
gerçekleştirilmiştir. Yazarlar,
projenin gerçekleşmesinde
maddi destek sağlayan Fırat Üniversitesi Bilimsel Araştırma
Birimi‘ne sonsuz teşekkürlerini sunar.
KAYNAKLAR
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
Davis, C.J., Thomas, W.M., 1996, Friction Stir Process Welds
Aluminum Alloys, Welding Journal, Cambridge, U.K. March, 4145.
Oğuz, B., 1990, Demirdışı Metallerin Kaynağı MetalurjiUygulama, Oerlikon Yayınları, İstanbul.
Thomas, W.M., Nicholas, E.D., 1997, Friction Stir Welding for the
Transportation Industries, Materials Design, 18, 269-273.
Özdemir, N., Büyükarslan, S., Sarsılmaz, F., 2007, Sürtünme
Karıştırma Kaynak Yöntemi ile Birleştirilmiş AA1030 Alüminyum
Alaşımında Karıştırıcı Uç Profili ve İlerleme Hızının Arayüzey
Mikroyapı Değişimi Üzerine Etkisi, Fırat Ünv. Fen ve Müh. Bil.
Dergisi, 19, (3), 407-415.
Anık, S., 1960, Alüminyum ve Alaşımlarının Kaynağı, ITÜ
Yayınları, İstanbul.
Tülbentçi, K., 1990, Alüminyum ve Alaşımlarının Kaynağı, Böhler
Yayınları. İstanbul.
200
Metals Handbook, Nonferrous Alloys and Special Purpose
Materials, Volume :2, ASM 1993.
Çam, G., 2002, Sürtünme karıştırma kaynağı ve uygulamaları,
PAÜ Mühendislik Fakültesi 9. Denizli Malzeme Sempozyumu
Bildiriler Kitabı, 450-458.
Ayer R,. Jin H.W,. Mueller R.R, Ling S. and Ford S.,Interface
structure in a Fe-Ni friction stir welded joint, Scripta Materialia,
Volume 53,(2005), P. 1383- 1387.
Fujii, H., Cui, L., Maeda, M., Nogi K., 2006, Effect of tool shape
on mechanical properties and microstructure of friction stir welded
aluminum alloys, Materials Science and Engineering: A, 419, 2531.
Cavaliere P., Cerri, E. 2005, Mechanical response of 2024-7075
aluminium alloys joined by Friction Stir Welding, Journal of
Materials Science, 40, 3669 – 3676.
Cavaliere, P., 2006, Effect of friction stir processing on the fatigue
properties of a Zr-modified 2014 aluminium alloy, Materials
Characterization, 57, 100-104.
Cavaliere, P., Squillace, A., 2005, High temperature deformation
of friction stir processed 7075 aluminium alloy, Materials
Characterization, 55, 136-142.
Cavaliere, P. and Panella, F., 2007 Effect of tool position on the
fatigue properties of dissimilar 2024-7075 sheets joined by
Friction Stir Welding, Journal of Materials Processing Technology,
Accepted Manuscript.
Ericsson, M., Sandström, R., 2003, Influence of welding speed on
the fatigue of friction stir welds, and comparison with MIG and
TIG,
International
Journal
of
Fatigue,
25: 1379-1387.
Ericsson M., Jin, L.Z., Sandström R., 2007, Fatigue properties of
friction stir overlap welds, International Journal of Fatigue, 29, 5768.
Özdemir, N., Sarsılmaz, F., Büyükarslan, S. 2010, Mechanical and
microstructural properties of AA 1030 aluminum alloy plates
joined by friction stir welding" Practical Metallography, Vol.47 (3)
page: 150-167 (2010).
Özdemir, N., Büyükarslan, S., Sarsılmaz, F., 2007 Sürtünme
Karıştırma Kaynak Yöntemi ile Birleştirilmiş AA1030 Alüminyum
Alaşımında Karıştırıcı Uç Profili ve İlerleme Hızının Mekanik
Davranışlar Üzerine Etkisi, Fırat Ünv. Fen ve Müh. Bil. Dergisi,
19, (4), 575-582.
Hasçalık, A., 1998, Yaprak Yay yapımında Kullanılan 35 Cr 4
Çeliğinin Fretting Yorulma Davranışının Araştırılması, F.Ü. Fen
Bilimleri Ens. Doktora Tezi.
Download