Akademik Veri Yönetim Sistemi
Kayadelen A.(Yürütücü), Ateş H.
TÜBİTAK Projesi, 1002 - Hızlı Destek Programı, 2024 - 2024
WAAM (Tel-Ark Eklemeli İmalat), enerji kaynağı olarak ark enerjisini ve ham madde olarak kaynak telini kullanan bir eklemeli imalat yöntemidir. Geleneksel eklemeli imalat yöntemlerinden farklı olarak, büyük ve karmaşık parçaların üretiminde hammadde kullanım oranlarını önemli ölçüde azaltma ve üretim hızını artırma gibi önemli avantajlara sahiptir. Ancak WAAM, yüzey pürüzlülüğü, metalurjik bağlanma ve kalıntı gerilmeler gibi bazı dezavantajlara sahiptir. WAAM'da, eklemeli imalatın doğası gereği, tekrar eden ısınma ve soğuma döngüleri mikroyapıyı ve faz oluşumunu doğrudan etkilemektedir. Bu nedenle, üretim öncesinde malzemenin mikroyapısının öngörülmesi açısından, tekrar eden ısınma ve soğuma döngülerinin hesaplamalı yöntemler kullanılarak anlaşılması büyük önem taşımaktadır. Bu çalışmada, yüksek mukavemetli düşük alaşımlı çelikler (HSLA) grubuna dahil olan ER70S-6 (AWS A5.18) çelik kaynak teli kullanılmıştır. Kaynak yöntemi olarak, ısı girdisini yüksek seviyede kontrol edebilen CMT (Cold Metal Transfer) donanımlı MIG kaynak yöntemi tercih edilmiştir. WAAM sürecinde, üç farklı ısı girdisi kullanılarak, eşit katman sayısına sahip üç duvar üretilmiştir. Üretilen duvarlardan enine ve boyuna kesitler alınarak mikroyapı incelemeleri gerçekleştirilmiştir. Bu incelemeler, katman yönü boyunca yapılmış ve tane yönlenmeleri gözlemlenmiştir. Mekanik karakterizasyon ise mikrosertlik ölçümleri ile gerçekleştirilmiştir. Üretim sırasında soğuma hızları hesaplanmış ve termal kamera kullanılarak izlenmiştir. CALPHAD metodolojisine dayalı hesaplamalı malzeme mühendisliği programı Thermocalc kullanılarak, malzemeye özgü koşullarda Zaman-Sıcaklık-Dönüşüm (TTT) diyagramları oluşturulmuştur. Üretim sırasında elde edilen soğuma eğrileri, TTT diyagramı üzerinde gösterilmiştir. Yapılan deneylerde optik mikroskop ve Thermocalc hesaplamaları kullanılarak belirlenen faz oranlarının benzer olduğu gözlemlenmiştir. Kesit boyunca ölçülen mikrosertlik değerlerinin, tane boyutunun arttığı bölgelerde azaldığı, tane boyutunun azaldığı bölgelerde ise arttığı belirlenmiştir. Farklı ısı girdileriyle yapılan üretim sonucunda mikroyapı oluşumu ve ortalama tane boyutunda keskin bir değişim gözlemlenmemiştir. Optik mikroskop ile ölçülen ortalama tane boyutu ve belirlenen faz türlerinin, EBSD ile elde edilen verilerle uyumlu olduğu tespit edilmiştir. Sonuç olarak, üretim süreci, mikroyapı ve mekanik özellikler arasındaki ilişki ortaya konulmuştur. Thermocalc hesaplamalı malzeme mühendisliği programının, deney tekrarlarını azaltma ve araştırmalara esneklik kazandırma gibi avantajları sayesinde eklemeli imalat için umut vadeden bir araç olduğu tespit edilmiştir.