Nokta Direnç Kaynak Yöntemiyle Farklı Parametrelerde Birleştirilen SCGA590 Çeliğinin Mikroyapı ve Sertlik Özelliklerinin İncelenmesi

Öz

Bu çalışmada SCGA590 kalite otomotiv çeliği, diğer kaynak parametreleri sabit tutularak üç farklı akım (8 kA, 10 kA ve 12 kA) ve iki farklı zaman değerlerinde (100 ms ve 200 ms) nokta direnç kaynak yöntemiyle birleştirilmiştir. Farklı parametrelerde elde edilen numunelerin mikroyapısı detaylı olarak incelenmiş ve mikro sertlik deneyleri yapılmıştır. Kaynak işleminde meydana gelen yüksek sıcaklık ve sonrasında gerçekleşen hızlı soğuma mikroyapıda bölgesel değişimlere sebep olmuştur. Bu doğrultuda kaynaklı birleşimde esas metal, ısının tesiri altındaki bölge ve kaynak metali olmak üzere 3 farklı bölge tespit edilmiştir. Mikroyapı sebebiyle sertlik değerleri esas metalden kaynak metaline doğru artış göstermiştir. En yüksek sertlik değerine (621 HV), 10 kA kaynak akımı 200 ms kaynak süresi parametrelerinde elde edilen numunede ulaşılmıştır.

Anahtar Kelimeler

• SCGA590 çeliği
• nokta direnç kaynağı
• mikroyapı
• mikro sertlik

Investigation of the Microstructure and Hardness Properties of SCGA590 Steel Joined by Resistance Spot Welding at Different Parameters

Abstract

In this study, SCGA590 automotive steel was joined using the resistance spot welding method with three different currents (8 kA, 10 kA, and 12 kA) and two different time values (100 ms and 200 ms), while keeping other welding parameters constant. The microstructure of the specimens obtained under different parameters was examined in detail, and microhardness tests were performed. The high temperature generated during the welding process and the subsequent rapid cooling caused regional changes in the microstructure. Accordingly, three distinct regions were identified in the welded joint: the base metal, the heat-affected zone, and the weld metal. Due to the microstructure, the hardness values increased from the base metal to the weld metal. The highest hardness value (621 HV) was achieved in the sample obtained with welding current parameters of 10 kA and a welding time of 200 ms.

Keywords

• SCGA590 steel
• resistance spot welding
• microstructure
• micro hardness

References

1. S. Aras, R. Ertan, H. G. Özgül, “Investigation of mechanical properties of high strength steel welded by resistance spot welding”, Pamukkale University Journal of Engineering Sciences, 24:1 (2018) 63–68. doi: 10.5505/pajes.2017.88972
2. R. Ertan, S. Aras, H. G. Özgül, “Direnç nokta kaynağı ile birleştirilen yeni nesil çeliklerde kaynak akımının mekanik özelliklere etkisi”, Afyon Kocatepe University Journal of Science and Engineering, 19 (2019) 461–469. doi: 10.35414/akufemubid.594175
3. B. Demir, M. Elitaş, H. Karakuş, “Nokta direnç kaynağı ile birleştirilen DP600 çeliğinin çekme makaslama özelliğinin incelenmesi”, Pamukkale University Journal of Engineering Sciences, 28:4 (2022) 533–538. doi: 10.5505/pajes.2021.53383.
4. M. Elitaş, “Effects of welding parameters on tensile properties and fracture modes of resistance spot welded DP1200 steel”, Materials Testing, 63:2 (2021) 124–130. doi: 10.1515/mt-2020-0019.
5. X. Long, S. K. Khanna, “Fatigue properties and failure characterization of spot welded high strength steel sheet”, International Journal of Fatigue, 29:5 (2007) 879–886. doi: 10.1016/j.ijfatigue.2006.08.003.
6. C. T. Sezgin, “Otomotiv endüstrisinde yeni nesil çelik kullanımının önemi”, Akademia Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi / Academia Journal of Engineering and Applied Sciences, 1:3 (2017) 205–210.
7. Y. Hasirci, M. Elitas, “Microstructure and mechanical properties of similar and dissimilar resistance spot welded DC04 and HRP6222 (DD11) steels”, Materials Testing, 66:10 (2024) 1739–1749. doi: 10.1515/mt-2024-0249.
8. N. Farabi, D. L. Chen, Y. Zhou, “Microstructure and mechanical properties of laser welded dissimilar DP600/DP980 dual-phase steel joints”, Journal of Alloys and Compounds, 509:3 (2011) 982–989. doi: 10.1016/j.jallcom.2010.08.158.

9. P. Sivaraj, M. Seeman, D. Kanagarajan, R. Seetharaman, “Influence of welding parameter on mechanical properties and microstructural features of resistance spot welded dual phase steel sheets joint”, Materials Today: Proceedings, 22 (2020) 558–562. doi: 10.1016/j.matpr.2019.08.201.
10. B. Bitirim, Otomotiv sektöründe kullanılan SCGA590® malzemesinin direnç nokta kaynağında mekanik özelliklerinin incelenmesi / Investigation of the mechanical properties of SCGA590® material used in the automotive industry in resistance spot welding, Yüksek Lisans Tezi, Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, Sakarya, Türkiye, 2024, 68 s.
11. C. Yakupoğlu, Otomotivlerde kullanılan crash boxların CMT yöntemi ile birleştirilebilirliğinin ve mekanik özelliklerinin incelenmesi / Investigation of combinability and mechanical properties of crash boxes used in automotives with CMT method, Yüksek Lisans Tezi, Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, İmalat Mühendisliği Anabilim Dalı, Sakarya, Türkiye, 2021, 115 s
12. C. Ma, D. L. Chen, S. D. Bhole, G. Boudreau, A. Lee, E. Biro, “Microstructure and fracture characteristics of spot-welded DP600 steel”, Materials Science and Engineering: A, 485:1-2 (2008) 334–346. doi: 10.1016/j.msea.2007.08.010.
13. H. Zhang, A. Wei, X. Qiu, J. Chen, “Microstructure and mechanical properties of resistance spot welded dissimilar thickness DP780/DP600 dual-phase steel joints”, Materials & Design, 54 (2014) 443–449. doi: 10.1016/j.matdes.2013.08.027.
14. M. Pouranvari, S. P. H. Marashi, “Critical review of automotive steels spot welding: process, structure and properties”, Science and Technology of Welding & Joining, 18:5 (2013) 361–403. doi: 10.1179/1362171813Y.0000000120.
15. M. Goodarzi, S. P. H. Marashi, M. Pouranvari, “Dependence of overload performance on weld attributes for resistance spot welded galvanized low carbon steel”, Journal of Materials Processing Technology, 209:9 (2009) 4379–4384. doi: 10.1016/j.jmatprotec.2008.11.017.
16. M. Pouranvari, A. Abedi, P. Marashi, M. Goodarzi, “Effect of expulsion on peak load and energy absorption of low carbon steel resistance spot welds”, Science and Technology of Welding & Joining, 13:1 (2008) 39–43. doi: 10.1179/174329307X249342.
17. M. Pouranvari, A. Abedi, S. P. H. Marashi, M. Goodarzi, “Dissimilar resistance spot welding of DP600 dual phase and AISI 1008 low carbon steels: correlation between weld microstructure and mechanical properties”, Ironmaking & Steelmaking, 38:6 (2011) 471–480. DOI: 10.1179/1743281211Y.0000000024.