Geri Dön

Sürtünme karıştırma kaynağıyla birleştirilen plastik matrisli kompozit malzemelerin mekanik ve metalurjik özelliklerinin incelenmesi

Examining mechanical and metallurgical properties of plastic matrix composite materials welded with friction stir welding

  1. Tez No: 661172
  2. Yazar: MEHMET BOZU
  3. Danışmanlar: PROF. DR. MÜMİN ŞAHİN
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Metalurji Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Mechanical Engineering, Metallurgical Engineering, Engineering Sciences
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2020
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Trakya Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 300

Özet

Bu tez çalışması, çevreci ve ekonomik olan sürtünme karıştırma kaynağının hem plastik sektöründe hem de diğer sektörlerde yaygınlaşmasına, plastik ve plastik matrisli kompozit malzemelerin daha yaygın kullanılmasına ve bilime katkıda bulunmak için yapılmıştır. Bu çalışmada, kaynak yapılacak parçalar %30 cam elyaf takviyeli polipropilen malzemelerden plastik enjeksiyon yöntemi ile plaka halinde üretilmiş ve üretilen bu plakaların alın kaynağı, sürtünme karıştırma kaynak yöntemi ile yapılmıştır. Sürtünme karıştırma kaynağında kaynak kalitesini etkileyen takım devir sayısı, ilerleme hızı ve takım alın profilinin plastik matrisli kompozit malzemelerin kaynak performansına etkileri incelenmiştir. Kaynak bölgesinde oluşan mikro yapılar, kaynak sıcaklığı, sertlik dağılımı ve kaynak yapılan parçaların mekanik özellikleri deneysel olarak belirlenerek kaynak performansı ile ilişkileri tespit edilmeye çalışılmıştır. Çekme deneyleri sonucunda, en düşük %4,283 (2,623 N/mm²) ve en yüksek %24,391 (14,939 N/mm²) sürtünme karıştırma kaynağı performansı elde edilmiştir. Kaynak bölgesi sıcaklığı ile çekme dayanımı arasındaki bağıntı incelenmiş ve sıcaklık artıkça çekme dayanımının arttığı tespit edilmiştir. Kaynak bölgesi ortalama sıcaklığı ile kaynak bölgesi ortalama sertlik değeri arasındaki bağıntı incelenmiş ve sıcaklık artıkça sertliğin arttığı tespit edilmiştir. Kaynak bölgesinden kaynaktan etkilenmeyen bölgeye (ana malzemeye) doğru gidildikçe sertlik değerinin arttığı gözlemlenmiştir. Kaynaktan etkilenmemiş bölge (ana malzeme), kaynaktan etkilenen bölge ve kaynak bölgesinin taramalı elektron mikroskobu ile elde edilen görüntüleri karşılaştırma yapılarak incelenmiştir. Kaynaktan etkilenmeyen bölgeden (ana malzemeden) kaynak bölgesine doğru yaklaştıkça cam elyaf takviye malzemelerinin küçüldüğü, azaldığı ve kaynak bölgesi sınırlarında cam elyaf takviye malzemelerinin biriktiği görülmüştür.

Özet (Çeviri)

This research was conducted to contribute to science, helping the use of friction stir welding method which is environment friendly and economic to become widespread in both polymers industry and other industries as well as to help plastic matrix composite materials to be used more. In this study, the parts were manufactured in sheet form by plastic injection process from 30% glass fiber reinforced polypropylene matrix material and they have been butt-welded together using friction stir welding method. The effect of the welding performance of polymer matrix composite materials with respect to the parameters affecting the quality of friction stir welding such as rotation speed, feed rate and butt-weld profile were examined. The microstructures formed in weld zone, welding temperature, hardness profile and mechanical properties of the welded parts were experimentally determined and the relation between those parameters with respect to weld performance were attempted to be identified. As a result of tensile tests, a minimum of 4,283% (2,623 N/mm²) and a maximum of 24,391% (14,939 N/mm²) weld performance values were attained. The relation between weld zone temperature and tensile strength was examined and an increase in tensile strength has been observed as temperature of the weld zone increases. The correlation between the mean temperature and the mean hardness of the weld zone was examined and the increase on hardness was determined as the temperature of the weld zone increases. An increase of hardness was observed as hardness testing went from heat affected zone to unaffected zone (main material). Scanning Electron Microscope (SEM) images of the unaffected zone (main material), heat affected zone and weld zone were comparatively examined. Size and quantity reduction of glass fiber reinforcement were observed from unaffected zone to weld zone, in addition to accumulation of glass fiber reinforcements on weld zone boundaries.

Benzer Tezler

  1. Sürtünme karıştırma kaynağıyla birleştirilen magnezyum alaşımlarının sayısal analizi ve kısa çevrimli yorulma davranışlarının incelenmesi

    The numerical analysis and the investigation of low cycle fatigue behavior of magnesium alloys joined by friction stir welding

    MURAT TÜRKAN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Makine MühendisliğiPamukkale Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÖZLER KARAKAŞ

  2. Sürtünme karıştırma kaynağıyla birleştirilmiş AA6061-T6, AA7075-T6 malzeme çiftlerinin mekanik özelliklerinin kıyaslanması

    Comparison of mechanical properties of AA6061-T6, AA7075-T6 material pairs combined with friction stir welding

    İBRAHİM ÜLKE

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Makine MühendisliğiGazi Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA YURDAKUL

  3. Effect of friction stir processing on fracture toughness and crack growth behaviour of fusion welded 5083 grade aluminum plates

    Sürtünme karıştırma prosesinin 5083 aluminyum alaşımlarının ergitme kaynağı ile birleştirmelerinde çatlak ilerleme davranışına etkisi

    GÜNSELİ AKÇAY

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. CEMİL HAKAN GÜR

  4. AA 2024 Al alaşımının sürtünme karıştırma kaynağında (SKK) kaynak parametrelerinin birleşmeye etkilerinin incelenmesi

    The study into the effects of welded parameters on jointure in the process of AA 2024 aluminum alloys friction stir welding

    HASAN KAFALI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2009

    Teknik EğitimGazi Üniversitesi

    Endüstriyel Teknoloji Eğitimi Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. AYDIN ŞIK

  5. AA 5754-H22 alüminyum alaşımının sürtünme karıştırma kaynağında işlem parametrelerinin mikroyapı ve mekanik özelliklere etkileri

    The effect of process parameters on the microstructure and mechanical properties in friction stir welding of AA 5754-h22 aluminium alloy

    SEZAİ DOĞAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2006

    Metalurji MühendisliğiEskişehir Osmangazi Üniversitesi

    Metalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    Y.DOÇ.DR. NEDRET AYDINBEYLİ