Galvaniz Kaplı Çelik Sacların Nokta Direnç Kaynağı ile Birleştirilmesi ve Kaynak Bölgesinin İncelenmesi

Year 2024, , 1479 - 1488, 31.07.2024

Arzu Altınpınar , Hakan Erdem , Mustafa Burak Telli

https://doi.org/10.29130/dubited.1250495

Abstract

Kaynak, temel mekanik özelliklere sahip bileşenlerin veya parçaların üretimi için kullanılan bir imalat sürecidir. Metallerinin birleştirilmesi alanında nokta direnç kaynağı; otomotiv ve beyaz eşya gibi birçok imalat sanayide pratik ve zaman kazandıran uygulamalar sunmaktadır. Nokta direnç kaynağı sırasında kaynak akımı, kaynak ısı girişini belirleyen ve ardından kaynak kalitesi üzerinde büyük etkisi olan en önemli proses parametresidir. Bu çalışmada, otomotiv sektöründe kullanımı oldukça yaygın olan düşük karbonlu çelik sacların birleştirilmesinde kullanılan nokta direnç kaynağının malzemenin mekanik ve mikro yapı özelliklerine olan etkisi incelenmiştir. Kaynak yapılan malzeme olarak DX54D+Z100 kalite düşük karbonlu çelik kullanılmıştır. Birleştirme işlemlerinde 6 mm çaplı bakır alaşımı elektrot kullanılmıştır. Kaynak parametrelerinden elektrot baskı kuvveti 1 kN olarak sabit tutularak, kaynak akımı 6,6 kA, 7,6 kA ve 8,6 kA ve kaynak zamanı her üç numune için 200 ms sabit tutularak çalışmalar yapılmıştır. Kaynak işlemi tamamlandıktan sonra, malzemenin kesit yüzeyinde Vickers sertlik testi yapılmıştır. Ayrıca kesit numunesi alınmış malzeme; %3’ lük nital çözeltisi ile dağlanıp ve ışık mikroskobunun aydınlık alan görüntü kontrastında kaynak yapılmış bölgeler incelenmiştir. Kaynaklanan numunelerin kristal yapı oluşumları X - Işınları difraksiyonu (XRD) ile analiz edilmiştir. Son olarak farklı kaynak akımlarının kopma mukavemetine etkilerini incelemek üzere çekme-makaslama testi yapılmıştır. Yapılan incelemeler sonucunda, artan kaynak akım şiddetine bağlı olarak ısı girdisinin artması sebebiyle esas metalden kaynak çekirdeğine doğru tane boyutlarında artış olduğu belirlenmiştir. Artan ısı girdisinin aynı zamanda; kaynak bölgesinde sertlik artışına, çekirdek çapının artışına ve kopma mukavemeti artışına neden olduğu belirlenmiştir.

Keywords

Direnç Nokta Kaynağı, Galvaniz kaplı Çelik,, Kaynak Akımı, Otomotiv, Resistance Spot Welding, Galvanized Steel, Welding Current, Automotiv

Joining Galvanized Steel Sheets by Resistance Spot Welding and Inspection of the Welding Zone

Abstract

During resistance spot welding, the welding current is the most important process parameter that determines the weld heat input and subsequently has a major impact on the weld quality. Welding is a manufacturing process used to manufacture components or parts with basic mechanical properties. Resistance spot welding in the field of metal joining; It offers practical and time-saving applications in many manufacturing industries such as automotive and white goods. In this study, the effect of resistance spot welding used in joining low carbon steel sheets, which is widely used in the automotive industry, on the mechanical and microstructure properties of the material was investigated. DX54D+Z100 quality low carbon steel was used as the material to be welded. This steel sheet material was welded to appropriate standards by overlapping two steel sheets with the point resistance welding method. 6 mm diameter copper alloy electrode was used in the welding processes. Studies were carried out by keeping the electrode pressure force constant as 1 kN, welding current 6.6 kA, 7.6 kA and 8.6 kA and welding time constant 200 ms for all three samples. After the welding process was completed, the Vickers hardness test was performed on the cross-sectional surface of the material and the results were examined. In addition, the material from which the section sample was taken; The areas etched with 3% nital solution and welded in the bright field image contrast of the light microscope were examined. The crystal structure formations of the welded samples were analyzed by X-Ray diffraction (XRD). Finally, a tensile test was performed to examine the effects of different welding currents on the rapture strength.As a result of the examinations, it was determined that there is an increase in grain size from the base metal to the weld core due to the increase in heat input depending on the increasing welding current intensity. At the same time, increasing heat input; It has been determined that it causes an increase in hardness, an increase in core diameter and an increase in rapture strength in the weld zone.

Keywords

Resistance Spot Welding, Galvanized Steel, Welding Current, Automotiv

References

• [1] M. S. Yıldırım, Y. Kaya, R. Çakıroğlu, B. Gülenç, N. Kahraman ve A. Durgutlu “Nokta Direnç Kaynağı ile Birleştirilen Titanyum Levhaların Çekme-Makaslama Dayanımlarının Taguchi Metoduyla Optimizasyonu”, Politeknik Dergisi, c. 22, s.2, ss. 567-573, 2019.
• [2] O. Doğan, Ç. Uzay ve M. S. Kamer “Elektrik Direnç Kaynağı Proses Parametrelerinin Çekme Dayanımı Üzerine Etkisinin Nümerik Olarak İncelenmesi”, KSÜ Mühendislik Bilimleri Dergisi, c. 24, s.4, ss. 319-331, 2021.
• [3] H. Yaşar, K. Çavdar, U. O. Şahin ve F.Y. Çavdar “Değişik Kaynak Elektrotları Kullanılarak Yapılan Direnç Nokta Kaynaklı AISI 304 Paslanmaz Çelik Sacların Kaynak İzi Görüntüsü Ve Kaynak Parametrelerinin Mekanik Özelliklere Etkisi”, Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, c.24, s.2, ss. 499-516, 2019.
• [4] A.G. Özcan, V. Peşteli ve O. Yöntem “Yüksek Mukavemetli Çelik Sacların Kaynaklanabilirliği ve Direnç Spot Kaynağı Parametrelerinin Taguchi Metoduyla Optimizasyonu”, Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, c.23, s.2, ss. 333-350, 2018. [5] M. Brozek, “Resistance Spot Welding of Steel Sheets of Different Thickness”, Engineering for Rural Development. Chemosphere, ss. 72-77, 2015.
• [6] H. Yaşar, “AISI 304 Paslanmaz Çeliğin Direnç Nokta Kaynağı Yöntemi İle İzsiz Kaynak Parametrelerinin Araştırılması”, Yüksek Lisans Tezi, Uludağ Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Bursa, 2017.
• [7] H. Emre, R. Kaçar, “Resistance Spot Weldability of Galvanize Coated and Uncoated TRIP Steels”, Metals, c. 299, ss. 1-10, 2016.
• [8] http://www.profermetal.com/kyc_sd.html, Ziyaret Tarihi: 23.11.2022
• [9] H.C. Lin, C.A. Hsu, C.S. Lee , T.Y. Kuo and S.L. Jeng, “Effects Of Zinc Layer Thickness On Resistance Spot Welding of Galvanized Mild Steel”, Journal of Materials Processing Technology”,c. 251, ss. 205-213, 2018.
• [10] M. Baydemir, “Östenitik AISI 310-Ferritik AISI 430 Paslanmaz Çeliklerin Elektrik Direnç Nokta Kaynağı İle Birleştirilmesi ve Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi”. Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 2011.
• [11] A. Hasanbaşoğlı, R. Kaçar “Resistance Spot Weldability Of Dissimilar Materials (AISI 316 L-DIN EN 10130-99 Steels)”, Materials and Design, c. 28, s.6, ss. 1794- 1800, 2007.
• [12] M. Vural ve A. Akkuş “On The Resistance Spot Weldability of Galvanized İnterstitial Free Steel Sheets with Austenitic Stainless Steel Sheets”, Journal of Materials Processing Technology, c. 153, s. 1, ss. 1-6, 2010.
• [13] M. Erik, “Farklı Kalınlıklarda Galvaniz Kaplanmış Çelik Sacların Nokta Direnç Kaynağı İle Kaynaklanabilirliğinin Araştırılması”, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 2010.
• [14] E. Ünlükal, “Otomotiv Sanayinde Kullanılan Direnç Nokta Kaynak Kalitesinin Artırılması”, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, 2007.
• [15] F. Hayat, B. Demir, M. Acarer ve S. Aslanlar “Effect of Weld Time and Weld Current on The Mechanical Properties of Resistance Spot Welded IF (DIN EN 10130–1999) Steel”, Kovove Materialy, c. 47, ss. 11–17, 2009.
• [16] S. Jamaludin and M. Hisyam “Study Of Spot Welding Of Austenitic Stainless Steel Type 304”, Journal of Applied Sciences Research, c. 3, s. 11, ss. 1494-1499, 2007.
• [17] K. Shelly and D. S. Sahota, “A Review Paper on Resistance Spot Welding of Austenitic Stainless Steel 316”, International Journal of Engineering Trends and Technology, c. 47, s. 7, ss. 424-429, 2017.
• [18] B. Kocabekir, R. Kaçar, S. Gündüz, R. Hayat “An Effect Of Heat İnput, Weld Atmosphere And Weld Cooling Conditions On The Resistance Spot Weldability Of 316L Austenitic Stainless Steel”, Journal of Materials Processing Technology, c. 195, 327-335, 2008.
• [19] M. Elitaş, “Nokta Direnç Kaynağı ile Birleştirilen DP1200 Çeliğinin Dayanımı Üzerinde Kaynak Parametrelerinin Etkisinin İstatistiksel Analizi”, Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, c. 9 ss. 242-251, 2021.
• [20] X. Zhang, F. Yao, Z. Ren and H. Yu, “Effect of Welding Current on Weld Formation,, Microstructure, and Mechanical Properties in Resistance Spot Welding of CR590T/340Y Galvanized Dual Phase Steel”, Materials c.11, ss. 2310, 2018,
• [21] M. Hıdırlıoğlu, “Nokta Direnç Kaynağı İle Birleştirilen Yüksek Ve Ultra Yüksek Dayanımlı Otomotiv Çeliklerinin Kaynak Kabiliyetinin İncelenmesi”, Doktora Tezi, Karabük Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Karabük, 2022.
• [22] D. Aryanto and T. Sudiro “Correlations between Structural and Hardness of Fe-50%Al Coating Prepared by Mechanical Alloying”. Journal of Technical Engineering: Piston, c. 1, s. 2, ss. 1-6, 2017.
• [23] N. Matiazhagan, T. Senthill Kumar, V. Balasubramanian and V.C. Gandhi “Performance Study Of Medıum Carbon Steel and Austenitic Stainless Steel Joints: Friction Welding Process”, Oxidation Communications c. 38, s. 4A, 2123–2134, 2015.