Ultrasonik birleşme deney düzeneği tasarımı ve ultrasonikbirleşme ile alüminyum folyoların katmanlı birleştirilmesi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

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

Tezin Onay Tarihi: 2023

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Muhammet KURT

Danışman: Oğuzhan Yılmaz

Özet:

Konvansiyonel üretim teknolojileri ile karşılaştırıldığında, son zamanların en çok rağbet gören üretim yöntemlerinden olan metal eklemeli imalat teknolojileri; muhtemel kullanım alanları, çeşitli parçaları üretim kolaylığı, geleneksel tasarım kısıtlamalarından bağımsız oluşu, tasarım optimizasyonlarına uygunluğu ve hızla gelişen teknolojik alt yapısıyla oldukça parlak bir geleceğe sahiptir. Metal eklemeli imalat teknolojilerinin bu potansiyeli dolayısıyla, bu teknolojiye dahil edilebilecek çeşitli alt sınıflarda, farklı bilimsel çalışmalar yapılmaktadır. Bu alt sınıflardan birisi olan ultrasonik metal eklemeli imalat (UMEM); aynı veya farklı tipteki ince metal folyoların katmanlı bir şekilde, bir katı hâl kaynağı olan ultrasonik birleşme ile birleştirilmesi üzerinde temellenmiş bir katmanlı imalat yöntemidir. Bu çalışma kapsamında, UMEM’in temellerinin incelenmesi adına, bir ultrasonik birleştirme düzeneği tasarlanıp üretilmiş ve ince alüminyum folyoların katmanlı bir şekilde birleştirilmesi hedeflenmiştir. Bu hedefe istinaden yapılan deney tasarımı ile temel ultrasonik birleşme parametrelerinden statik yükleme, genlik ve kaynak hızı arasındaki ilişkinin irdelenmesi ve bu parametrelerin ultrasonik birleşme kalitesine etkisinin anlaşılması için, 45-55 µm arası genlik, 30-50 kg arası statik yükleme ve 4-10 rpm arası kaynak hızları ile dört adet alüminyum folyonun katmanlı ultrasonik birleştirmesine istinaden 15 farklı parametre seti ile birleştirme deneyleri gerçekleştirilmiştir. Bu deneylerden 11 adedi başarılı, 4 adedi başarısız olmuştur. Başarılı olan birleştirmeler, soyma testine tabi tutulmuştur. Bu testler sonucunda; 55 µm genlik, 40 kg statik yükleme ve 10 rpm kaynak hızından oluşan deney setiyle, 185 N seviyesindeki en yüksek soyma testi değeri elde edilmiştir. Ultrasonik birleştirme sonrasında üç adet numune hazırlanıp bu numunelerin taramalı elektron mikroskobu altında ultrasonik bağlantı arayüzleri incelenerek bağlanma arayüzlerindeki yüzey hataları tespit edilmiş ve ultrasonik birleşme hattı boyunca oluşan lineer kaynak yoğunluğu %90 olarak hesaplanmıştır.

Anahtar Kelimeler : Ultrasonik metal eklemeli imalat, ultrasonik kaynak, ultrasonik birleşme parametreleri.