AA5052/2024 ALAŞIMLARININ SÜRTÜNME KARIŞTIRMA KAYNAĞI YÖNTEMİYLE BİRLEŞTİRİLEBİLİRLİĞİNİN ARAŞTIRILMASI

Abstract

Alüminyum ve alaşımları, sahip oldukları düşük yoğunluk, yüksek korozyon direnci ve mukavemet gibi özelliklerinden dolayı özelikle havacılık, uzay ve savunma sanayisi gibi alanlarda yaygın kullanılan malzemelerdir. Bu malzemelerin geleneksel kaynak yöntemleri ile birleştirilmeli önemli problemler doğurmaktadır. Geleneksel ergitmeli kaynak yöntemlerinde curuf kalıntısı, tünel, gözeneklik, makro düzeyde iç gerilmeler gibi kaynak hataları oluşmak da bu da, elde edilen bağlantıların mukavemetlerini önemli derecede düşürmektedir. Bu sebeple, farklı özelliklere sahip alaşımların birleştirilmesinde, yeni ve alternatif bir katı hal kaynak yöntemi olan Sürtünme Karıştırma Kaynağı (SKK) sahip olduğu birçok avantajdan dolayı tercihli hale gelmiştir. Bu yöntemde ergitme olayının olmayışı, kaynak esnasında oluşan gerilmeleri en aza indirgemekte, ve diğer yöntemlere nazaran çok daha az kaynak hatası oluşmasına yol açmaktadır.Bu çalışmada, farklı özelliklere sahip ve ticari temin edilmiş AA2024 ila AA5052 alüminyum alaşımları, SKK yöntemi ile birleştirilmiştir. Kaynaklı birleştirmelerde, karıştırıcı ucun devir sayısı ve kaynak ilerleme hızı olmak üzere iki farklı parametre, ilgili literatür ışığında belirli aralıklarda değiştirilerek, farklı mekanik ve mikroyapı özelliklerine sahip bağlantılar elde edilmiştir. Bütün deneylerde, üçgen piramit profiline sahip bir karıştırıcı uç kullanılmıştır. Elde edilen kaynaklı bağlantıların kaynak bölgeleri optik mikroskopta incelenmiştir. Daha sonra bağlantılara çekme ve yorulma olmak üzere iki farklı mekanik test uygulanmıştır. Yorulma testleri sonucu kırılan numunelerin kırık yüzeyleri taramalı elektron mikroskobu (SEM)'nda incelenmiştir. Sonuç olarak, yapılan kaynaklı birleştirmelerin mukavemetlerinin kaynak parametreleri ile farklılıklar gösterdiği ve uygun parametre seçimi ile kaynak dayanımının arttırılabileceği belirlenmiştir.Bu çalışma sekiz bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde konuya giriş yapılmış, ikinci bölümde güncel literatürden örnekler verilerek yapılan çalışmanın amacı vurgulanmıştır. Üçüncü bölümde alüminyum ve alaşımları, dördüncü bölümde ise SKK yöntemi tanıtılmıştır. Beşinci bölümde metallerin yorulması ile ilgili bilgi verilmiş, altıncı bölümde deneysel çalışmanın yöntemi ve deneylere hazırlık aşamaları ele alınmıştır. Yedinci bölümde deneylerde bulunan veriler değerlendirilerek tartışılmış, sekizinci ve son bölümde ise çalışma sonunda elde edilen genel sonuçlar ve öneriler verilmiştir.

Aluminium and its alloys have found wide application areas such as aircraft, aerospace and defence industries because of their inherent properties like a strength ? to ? weight ratio and high corrosion resistance and strength. It is difficult to join these alloys by conventional fusion welding processes. The slag waste, tunnel, porosities and macro inner stresses are the common problems and these defects decrease the strength of welded couples. Thus, it is now preferential to use of Friction Stir Welding (FSW) process, a new and alternative solid state welding method, to join dissimilar different alloys. Many welding defects including stresses can be minimised due to the no melting is occurred.In this study, different commercial AA2024 and AA5052 aluminum alloys have been welded by FSW process. The rotational speed of stirrer and feed rate parameters were changed in a certain interval according to the literature to explore their effects on mechanical and microstructural properties of welded couples. A triangular pyramid stirrer was used in all experiments. The welding zones were investigated under optical microscopy. The tensile and fatigue tests were employed to study to determine the mechanical properties of welded alloys. The fracture surface of fatigue specimens were examined under Scanning Electron Microscope (SEM). As a result, it is concluded that the mechanical properties of welded couples could be improved by selecting suitable welding parameters.This study consists of eight chapters. In the first chapter, the subject was introduced. In the second chapter the place of study in the literature was investigated and the aim was pointed out. In the third chapter, the aluminum and its alloys and in the fourth chapter the FSW process was presented. In the fifth chapter, the fatigue behaviors of metals were presented. In the sixth chapter, the method of experimental study and the preparation phases were presented. In the seventh chapter, the experimental results were given and discussed in details. In the eight and final chapter, the general results and recommendations were given.Keywords: Friction stir welding, microstructure, fatigue test, mechanical properties.