Alüminyum / magnezyum (Al / Mg) malzeme çiftinin sürtünme karıştırma kaynağı ile kaynak edilebilirliğinin araştırılması


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2019

Öğrenci: MUSA BİLGİN

Danışman: AHMET ÖZDEMİR

Özet:

Bu çalışmada, AA7075-T6 alüminyum ve AZ31B magnezyum alaşımlarının sürtünme karıştırma kaynak (SKK) yöntemiyle birleştirilmesi ve işlem parametrelerinin kaynak kalitesine etkileri araştırılmıştır. Kaynak birleştirmeler, TOS FGU 32 üniversal freze makinesinde Taguchi karışık ortogonal dizi, L16 (44 x 21) esas alınarak yapılmıştır. 300 mm x 100 mm x 5 mm boyutlarındaki levhaları birleştirmek için özel bir bağlama kalıbı geliştirilmiştir. Numuneler, dört farklı takım ilerleme hızı (20, 22, 24 ve 26 mm/dak), Al tarafında (ilerleme tarafı) dört farklı takım kaydırma değeri (0; 0,25; 0,50 ve 0.75 mm), iki farklı takım eğim açısı (0° ve 3°) ve iki farklı takım ucu geometrisi (kare ve üçgen) ile 500 dev/dak sabit takım dönüş hızında kaynatılmıştır. SKK parametrelerinin kuvvetler ve sıcaklık üzerindeki etkilerini belirlemek için varyans analizi (ANOVA) yapılmış ve regresyon analiziyle matematiksel modeller geliştirilmiştir. Metalografik test sonuçları, yüksek sıcaklık ve yoğun deformasyonun oluştuğu kaynak bölgesi üzerinde dinamik olarak yeniden kristalleşen ve ince taneli yapının meydana geldiğini göstermiştir. Radyografik analiz sonuçları, kuvvet ve sıcaklık dalgalanmalarının kaynaklı bölgenin mikroyapısını etkilediğini ve homojen karışımı önlediğini ortaya koymuştur. En iyi kaynak sonuçları, eksenel ve ilerleme kuvvetleri ile sıcaklık değerlerinin istikrarlı davranış gösterdiği birleştirmelerde elde edilmiştir. Geçiş bölgelerinde sert ve gevrek yapılarından dolayı birleştirmelerin mekanik özelliklerini olumsuz yönde etkileyen Al3Mg2 (β) ve Al12Mg17 (γ) intermetalik bileşiklerin varlığı tespit edilmiştir. İntermetalik bileşikler, mikro çatlaklar, gözenekler ve kaynak hattındaki tünel hataları, çekme ve eğme mukavemetlerinin azalmasına neden olmuştur. En yüksek çekme ve eğme mukavemeti, 20 mm/dak takım ilerleme hızında, 0,75 mm takım kaydırma değerinde, 3 °'lik takım eğim açında ve üçgen uç geometrisine sahip takımın kullanıldığı kaynaklı birleştirme sonucunda elde edilmiştir. Sertlik değerleri, kaynak bölgesinde oluşan ince taneli yapıya ve intermetalik bileşik oranına bağlı olarak artmıştır. En yüksek sertlik değerlerinin, ana malzemelerle kıyaslandığında, birleştirme hattında oluştuğu görülmüştür.