AA 6063 (AlMgSi0.5) tipi alüminyum malzemelerin sürtünme karıştırma kaynağında kaynak değişkenlerinin, bağlantının dayanımı ve mikroyapı özellikleri üzerindeki etkilerinin araştırılması
Investigation of the effects of weld parameters on the strength and microstructural properties of friction stir welded AA 6063 (AlMgSi0.5) aluminum alloys
- Tez No: 202088
- Danışmanlar: PROF. DR. VURAL CEYHUN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: AA 6063 Al alaşımı, sürtünme karıştırma kaynağı, kaynak parametreleri
- Yıl: 2007
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 129
Özet
Sürtünme karıştırma kaynağı (SKK), kaynak konstrüksiyonu güç olan malzemelerin birleştirilmesinde tercih edilen ve son on yılda endüstriyel uygulama alanı bulan yeni bir katı hal birleştirme yöntemidir. Kaynaklı birleştirmede ilave tele, koruyucu gaz veya toza, gereksinim duyulmamaktadır. Proses sırasında duman ve ışın oluşmaması, enerji tüketiminin diğer kaynak yöntemlerine göre daha düşük olması, sürtünme karıştırma kaynağını konvansiyonel ergitme kaynağına göre avantajlı kılmaktadır. Bu çalışmada, yüksek korozyon direnci, soğuk şekillendirilebilme ve ısıl işlem yapılabilme özelliklerine sahip AA 6063 (AlMgSi0.5) alüminyum alaşımı SKK yöntemi ile birleştirilmiştir. Araştırmada farklı kaynak parametrelerinin bağlantının dayanımı ve kaynak bölgesindeki mikro yapı üzerindeki etkileri incelenmiştir. Kaynak parametresi olarak karıştırıcı ucun yapısı, dönme ve ilerleme hızları proses değişkenleri olarak belirlenmiştir. İki aşamada gerçekleştirilen bu çalışmanın ilk aşamasında, farklı dönme ve ilerleme hızlarının kaynaklı VI birleştirmeye olan etkisi incelenmiştir. İkinci aşamada ise optimize edilen kaynak hızları ile karıştırıcı ucun yapısının kaynaklı birleştirmeye etkisi incelenmiştir. Optimize edilmiş kaynak parametreleri ile birleştirilen numunelerde çözelti sertleşmesi ve yaşlandırma yapıldığında, karıştırıcı ucun yapısının kaynak bağlantı mukavemetinde oldukça etkili olduğu görülmüştür. Sürtünme karıştırma kaynağı ile birleştirilen plakalarda kaynak sonrasında herhangi bir çarpılma veya deformasyon oluşmamıştır. Ancak kaynak parametrelerine bağlı olarak kaynak bölgesinde hem gözenekli hem de gözeneksiz mikroyapı oluşmuştur. Bu araştırmada kullanılan 5mm kalınlığındaki AA 6063 tipi alüminyum alaşımı için, en uygun karıştırıcı aparat dönme hızı 1600 dev/dak olarak belirlenmiştir. Mikroyapı incelemelerinde, kaynak bölgesinde yeniden kristalleşmeden dolayı homojen ve küçük taneli yapı oluştuğu görülmüştür. Kaynaklı numunelerin çekme mukavemetinin, ana malzemenin (AA 6063) çekme mukavemetine oranı %78 olmuş ve çekme testi sonrasında numunelerin %94'ü ITAB bölgesinden kopmuştur. Karıştırıcı uç üzerinde bulunan pim helis açısı çökelti sertleşmesi ve yaşlandırma sonrasında etkili olmuştur. Kaynaklı numunelerin çekme mukavemet değerleri, aynı şartlarda yaşlandırılan ana malzemenin (AA 6063) çekme mukavemet değerlerinden %18 daha fazla olmuştur. Kısa süreli yorulma testinde düşük dönme hızı ile birleştirilen numuneler, orta ve yüksek dönme hızı ile birleştirilen numunelerden daha erken kırılmıştır. Numunelerin kırılma yüzeyleri SEM' de incelendiğinde, kaynak kökündeki yetersiz birleşme ve kaynak yüzeyindeki kaynak ilerleme izleri çentik etkisi yaparak numunelerin daha kısa sürede kırılmasına neden olduğu görülmüştür.
Özet (Çeviri)
Friction stir welding is a recently developed solid state joining method mostly preferred for difficult to weld joints, which has gained wide acceptance during the last decade. Friction stir welding eliminates the need for additional wire, protective gas or powder, which are used in conventional welding methods. Among the major advantages of FSW over other fusion welding methods include lack of vapour formation and low energy consumption during the welding process. In this study, Aluminum alloy AA (AlMgSi0.5), with high corrosion resistance, cold workability and heat treatability characteristics, is joined by FSW. Research is focused on the effect of different weld parameters on the strength and microstructure of the welded joint. Among the weld parameters, structure of the rotating tool, rotation and welding speeds were selected as process variants. In the first stage of the this two-stage research, the effect of different rotation and welding speeds on the weld joint has been studied. In the second stage, the influence of optimized welding speeds in the first stage, and the structure of the rotating VIII tool on the weld joint has been examined. Applying precipitation hardening and aging to joints welded by optimized welding parameters, have revealed a strong dependence of the joint strength to the rotating tool structure. No deformation or distortion has been observed in the plates after the welding procedure. However, depending on the weld parameters, both nonporous and porous microstructures have been obtained in the weld region. For 5 mm thick AA 6063 type aluminum used in this study, the optimum tool rotation speed has been found to be 1600 rev/min. Microstructural examinations have revealed a fine grained, homogeneous structure in the weld zone due to recrystallization. The ratio of the ultimate tensile strengths of the welded specimens to the base metal (AA 6063) was found to be 78% and it has been observed that after the tensile testing 94% of the specimens were broken within the heat affective zone (HAZ). Pin helical angle on the rotating tool had a profound effect after precipitation hardening and aging processes. The ultimate tensile strength values of the welded specimens, compared to those of the base metal (AA 6063) aged in the same conditions were found to be 18% higher. In low cycle fatigue tests, specimens joined with low rotation speeds were fractured earlier compared to specimens joined with medium and high rotation speeds. The SEM examinations of the fracture surfaces have revealed that, inadequate joining at the weld root and weld propagation marks at the surface acted as notches during fatigue tests. Keywords : AA 6063 Aluminium Alloy, Friction Stir Welding, Weldi
Benzer Tezler
- Etial-60 alaşımında döküm ve homojenizasyon uygulamalarının ekstrüzyon kabiliyetine etkileri
The Effect of casting and homogenization practices on the extrudability of AA 6063 aluminium alloy
YAMAN ERARSLAN
Doktora
Türkçe
1999
Metalurji MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMetalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA ÇİĞDEM
- Titanyum ile alüminyum?magnezyum?silisyum alaşımlarının yapı kontrolü
The control of structure of aluminum-magnesium-silicon alloys by using titanium
HAMİT HAKAN UĞURLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. M. NİYAZİ ERUSLU
- Alüminyum biletlerin sürekli dökümünde bilet yapısını etkileyen faktörlerin araştırılması
Investigation of factors affecting the structure of aluminum billets during DC casting
ADİL EFENDİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2004
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN SÖNMEZ
- AA 6063 alüminyum alaşımının düşey sürekli döküm yönteminde üretim parametrelerinin geliştirilmesi
Improvement of product parameters of 6063 aluminium alloy on the vertical continuous casting method
KORAY TURBALIOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2008
Metalurji MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMetal Eğitimi Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. YAVUZ SUN
- Homojenizasyonun AA 6063 alüminyum alaşımının iç yapısı ve özelliklerine etkisi
Effect of heat treatment on the mıcrostructure and properties of a AA6063 aluminium allory
SEMA ONURLU