Tel Beslemeli Ark Ergitmeli Eklemeli İmalat Yöntemiyle Üretilen Parçaların Isıl Davranış, Geometrik, Mekanik ve Metalürjik Özelliklerinin Araştırılması


Tezin Türü: Doktora

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

Tezin Onay Tarihi: 2020

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: AHMET SUAT YILDIZ

Danışman: Oğuzhan Yılmaz

Özet:

Eklemeli imalat karmaşık tasarımlar için sağlamış olduğu esneklik, daha az malzeme gideri ve daha kısa üretim süresi ile son yıllarda önemi artan ileri imalat yöntemlerinden birisidir. Tel beslemeli ark ergitmeli eklemeli imalat yöntemi (WAAM) büyük ve orta karmaşıklıktaki parçaların üretimine imkân tanıyan bir metal eklemeli imalat yöntemidir. Bu tez çalışmasında, WAAM yöntemiyle üretimde gerçekleşen ısıl etkilerin malzeme davranışına, parça geometrisine ve parçanın mikro yapısına etkileri sayısal ve deneysel olarak araştırılmıştır. Çalışmada ilk olarak WAAM yöntemi etkin proses parametreleri tel besleme hızı (TBH) ve TBH’nin ilerleme hızına (İH) oranının dikiş geometrisine, mikro yapı ve mekanik özelliklerine etkileri incelenmiştir. Sonuçlar TBH ve TBH/İH oranının ısı girdisini ve dikiş geometrisini kontrol eden ana parametreler olduğunu göstermiş ve dikiş geometrisini tahmin eden bir regresyon modeli geliştirilmiştir. Seçilen iki farklı parametre seti ile düşük, yüksek ısı girdili tek dikiş ve iki farklı yığma yollu bitişik dikiş duvarlar üretilmiştir. Bu duvarlar üzerinden alınan mikro yapı ve çekme numunelerinin incelenmesi sonucunda yüksek ısı girdisinin sünekliği %22 arttırdığı, akma ve çekme dayanımını sırasıyla %6 ve %4 düşürdüğü görülmüştür. Dikey ve yatay yönde çıkartılan çekme numunelerinin dayanımları izotropik özellikler göstermiştir. Tez çalışmasında ayrıca WAAM prosesi sırasında malzemede gerçekleşen ısıl davranışı incelemek amacı ile sonlu elemanlar analiz yöntemi ile bir ısıl model geliştirilmiş ve deneysel çalışmalarla doğrulanmıştır. Bu ısıl modelin WAAM prosesinde katmanlar arası bekleme sürelerinin tahmininde kullanılabilirliği kanıtlanmıştır. Elde edilen soğuma hızları sürekli soğuma dönüşüm grafiğine yerleştirilmiş ve üretilen parçaların mekanik özelliklerine doğrudan etki eden mikro yapıların oluşması tahmininde kullanılabileceği gösterilmiştir