Research Article
BibTex RIS Cite

Farklı lazer kaynak parametrelerinin ileri nesil dual fazlı bir çeliğin mikroyapısal ve mekanik özellikleri üzerindeki etkileri

Year 2022, Volume: 37 Issue: 1, 455 - 468, 10.11.2021
https://doi.org/10.17341/gazimmfd.846628

Abstract

Lazer kaynak prosesinde uygulanan parametrelerin kaynaklanmış yassı çelik ürün performansı üzerindeki etkilerinin belirlenmesi önemlidir. Bu çalışmada, ağırlıklı olarak otomotiv sektörü tarafından kullanılan ve ülkemizde talebi ithalat ile karşılanmakta olan ileri nesil çift fazlı bir çelik kalitesine farklı lazer kaynak parametreleri uygulanmıştır. 3 kW’lık bir fiber lazer sistemi kullanılarak yassı çelik levhalar alın kaynak yöntemi ile birleştirilmiştir. Bu çelik kalitesi için uygun olabilecek kaynak parametre aralıklarının gözlemlenmesi amacıyla, farklı lazer kaynak parametrelerinin mikroyapı ve mekanik özellikler üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Çekme testleri, mikrosertlik ölçümleri ve metalografik çalışmalar gerçekleştirilerek kaynak bölgeleri, ısı tesiri altındaki bölgeler ve esas metal incelenmiştir. Lazer kaynak denemelerinin ikisinde tam kaynak nüfuziyetinin ve esas metalden yüksek akma ve çekme mukavemetinin sağlandığı levha çiftleri üretilebilmiştir. Diğer deneylerde, mikroyapısal inceleme bulguları mekanik performans sonuçlarını güçlü destekler biçimde, sert faz miktarı ve iç yapıda tane inceliğinin gevrek kırılma olgusunu tetiklediği görülmüştür. Sonuçlar lazer kaynak proses parametreleri ile ilişkilendirilmiş, optimum prosese yönelik parametre aralığı izlenmiştir. Bununla birlikte, lazer gücü ve lazer ilerleme hızının ve böylece toplam ısı girdisinin iyi kalite kaynak eldesi için optimize edilmesi gereken kritik parametreler olduğu doğrulanmıştır.

References

  • Grajcar A., Morawiec, M., Różański, M., Stano, S., “Twin-spot laser welding of advanced high-strength multiphase microstructure steel”, Optics & Laser Technology vol. 92, 52-61, 2017.
  • Fonstein, N., Dual-phase steels, Automotive Steels, 169–216, 2017.
  • Shome, M., Tumuluru M., “Welding and Joining of Advanced High Strength Steels (AHSS)”, Woodhead Publishing, 1-8, 2015.
  • Aydın, H., Tutar, M., Davut, K., Bayram, A., “Effect of welding current on microstructure and mechanical properties of 15% deformed TWIP steel joined with electrical resistance spot welding“, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 35:2, 803-817, 2021.
  • Tuncel, O., Aydın H., Çetin, Ş., “Nd:YAG Lazer Kaynağı ile Birleştirilen DP600 Çeliğinde Darbe Süresinin Mikroyapı ve Mekanik Özelliklerine Etkisi”, 9th International Automotive Technologies Congress, OTEKON 2018 Bildirileri, 1503-1511, 2018.
  • Farabia N., Chena D.L., Zhou, Y., “Microstructure and mechanical properties of laser welded dissimilar DP600/DP980 dual-phase steel joints”, Journal of Alloys and Compounds vol. 509, 982–989, 2011.
  • Turhan, B., “Araç Aydınlatma Ürünlerinde Geleneksel Plastik Parça Birleştirme Yöntemlerinin Lazer Kaynak Yöntemi ile Karşılaştırılması”, Yüksek Lisans Tezi, Uludağ Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Bursa, 2018.
  • Ertem, R.U., “Paslanmaz Çeliklerde Lazer Kaynak Parametre Değişimlerinin Dikiş Geometrisine Etkisinin İncelenmesi”, Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi, Sigma 31, 583-593, 2013.
  • Uzun, R. O., Keleş, Ö., “Lazerle Kaynak İşleminde Kaynak Parametrelerinin Kaynak Kalitesi Üzerindeki Etkilerinin İncelenmesi”, Gazi Üniversitesi Mimarlık ve Mühendislik Dergisi, 27(3), 509-517, 2012.
  • Çevik, B., Gülenç., B., “The effect of welding speed on mechanical and microstructural properties of 5754 Al (AlMg3) alloy joined by laser welding”, Materials Research Express 5(8), 2018.
  • Oyyaravelu, R., Kuppan, P., Arivazhagan, N., “Metallurgical and mechanical properties of laser welded high strength low alloy steel”, Journal of Advanced Research, Volume 7, Issue 3, 463-472, 2016.

Effects of different laser welding parameters on the microstructural and mechanical properties of an advanced dual phase steel grade

Year 2022, Volume: 37 Issue: 1, 455 - 468, 10.11.2021
https://doi.org/10.17341/gazimmfd.846628

Abstract

It is crucial to determine the effects of laser welding process parameters on welded flat steel product performance. In this study, different laser welding parameters were employed on an advanced dual phase steel grade, which is mainly used by automotive industry and of which the demand is covered by import in Turkey. Sheets of this steel grade were welded with butt-joint using a 3kW fiber laser welding system. To observe the suitable welding parameter ranges for this steel grade, effects of different laser welding parameters on microstructure and mechanical properties were investigated. Tensile tests, microhardness measurements and metallographic studies were conducted to examine the weld joint, heat affected zone and base metal. Two laser welding trials resulted in weldments with full weld penetration and higher yield strength and tensile strength values compared to base metal. In other trials, in strong correlation with mechanical performance findings, it is observed that amount of hard phases and fine grain structure trigger the brittle fracture. All results are correlated with laser welding process parameters and ranges towards optimum process parameters are observed. In addition to that, it is confirmed that laser power and welding speed and thus the total heat input are critical parameters which should be optimized to obtain good quality welding.

References

  • Grajcar A., Morawiec, M., Różański, M., Stano, S., “Twin-spot laser welding of advanced high-strength multiphase microstructure steel”, Optics & Laser Technology vol. 92, 52-61, 2017.
  • Fonstein, N., Dual-phase steels, Automotive Steels, 169–216, 2017.
  • Shome, M., Tumuluru M., “Welding and Joining of Advanced High Strength Steels (AHSS)”, Woodhead Publishing, 1-8, 2015.
  • Aydın, H., Tutar, M., Davut, K., Bayram, A., “Effect of welding current on microstructure and mechanical properties of 15% deformed TWIP steel joined with electrical resistance spot welding“, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 35:2, 803-817, 2021.
  • Tuncel, O., Aydın H., Çetin, Ş., “Nd:YAG Lazer Kaynağı ile Birleştirilen DP600 Çeliğinde Darbe Süresinin Mikroyapı ve Mekanik Özelliklerine Etkisi”, 9th International Automotive Technologies Congress, OTEKON 2018 Bildirileri, 1503-1511, 2018.
  • Farabia N., Chena D.L., Zhou, Y., “Microstructure and mechanical properties of laser welded dissimilar DP600/DP980 dual-phase steel joints”, Journal of Alloys and Compounds vol. 509, 982–989, 2011.
  • Turhan, B., “Araç Aydınlatma Ürünlerinde Geleneksel Plastik Parça Birleştirme Yöntemlerinin Lazer Kaynak Yöntemi ile Karşılaştırılması”, Yüksek Lisans Tezi, Uludağ Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Bursa, 2018.
  • Ertem, R.U., “Paslanmaz Çeliklerde Lazer Kaynak Parametre Değişimlerinin Dikiş Geometrisine Etkisinin İncelenmesi”, Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi, Sigma 31, 583-593, 2013.
  • Uzun, R. O., Keleş, Ö., “Lazerle Kaynak İşleminde Kaynak Parametrelerinin Kaynak Kalitesi Üzerindeki Etkilerinin İncelenmesi”, Gazi Üniversitesi Mimarlık ve Mühendislik Dergisi, 27(3), 509-517, 2012.
  • Çevik, B., Gülenç., B., “The effect of welding speed on mechanical and microstructural properties of 5754 Al (AlMg3) alloy joined by laser welding”, Materials Research Express 5(8), 2018.
  • Oyyaravelu, R., Kuppan, P., Arivazhagan, N., “Metallurgical and mechanical properties of laser welded high strength low alloy steel”, Journal of Advanced Research, Volume 7, Issue 3, 463-472, 2016.
There are 11 citations in total.

Details

Primary Language Turkish
Subjects Engineering
Journal Section Makaleler
Authors

Almıla Gülfem Özgültekin 0000-0002-3182-506X

Tanya Başer 0000-0003-2303-4169

Orkun Tekelioğlu This is me 0000-0003-2028-6539

Emin Tamer This is me 0000-0002-5228-926X

Beyzanur Aydın This is me 0000-0002-9715-5468

Büşra Alpay This is me 0000-0002-2753-1034

Publication Date November 10, 2021
Submission Date December 25, 2020
Acceptance Date June 20, 2021
Published in Issue Year 2022 Volume: 37 Issue: 1

Cite

APA Özgültekin, A. G., Başer, T., Tekelioğlu, O., Tamer, E., et al. (2021). Farklı lazer kaynak parametrelerinin ileri nesil dual fazlı bir çeliğin mikroyapısal ve mekanik özellikleri üzerindeki etkileri. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 37(1), 455-468. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.846628
AMA Özgültekin AG, Başer T, Tekelioğlu O, Tamer E, Aydın B, Alpay B. Farklı lazer kaynak parametrelerinin ileri nesil dual fazlı bir çeliğin mikroyapısal ve mekanik özellikleri üzerindeki etkileri. GUMMFD. November 2021;37(1):455-468. doi:10.17341/gazimmfd.846628
Chicago Özgültekin, Almıla Gülfem, Tanya Başer, Orkun Tekelioğlu, Emin Tamer, Beyzanur Aydın, and Büşra Alpay. “Farklı Lazer Kaynak Parametrelerinin Ileri Nesil Dual Fazlı Bir çeliğin mikroyapısal Ve Mekanik özellikleri üzerindeki Etkileri”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 37, no. 1 (November 2021): 455-68. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.846628.
EndNote Özgültekin AG, Başer T, Tekelioğlu O, Tamer E, Aydın B, Alpay B (November 1, 2021) Farklı lazer kaynak parametrelerinin ileri nesil dual fazlı bir çeliğin mikroyapısal ve mekanik özellikleri üzerindeki etkileri. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 37 1 455–468.
IEEE A. G. Özgültekin, T. Başer, O. Tekelioğlu, E. Tamer, B. Aydın, and B. Alpay, “Farklı lazer kaynak parametrelerinin ileri nesil dual fazlı bir çeliğin mikroyapısal ve mekanik özellikleri üzerindeki etkileri”, GUMMFD, vol. 37, no. 1, pp. 455–468, 2021, doi: 10.17341/gazimmfd.846628.
ISNAD Özgültekin, Almıla Gülfem et al. “Farklı Lazer Kaynak Parametrelerinin Ileri Nesil Dual Fazlı Bir çeliğin mikroyapısal Ve Mekanik özellikleri üzerindeki Etkileri”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 37/1 (November 2021), 455-468. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.846628.
JAMA Özgültekin AG, Başer T, Tekelioğlu O, Tamer E, Aydın B, Alpay B. Farklı lazer kaynak parametrelerinin ileri nesil dual fazlı bir çeliğin mikroyapısal ve mekanik özellikleri üzerindeki etkileri. GUMMFD. 2021;37:455–468.
MLA Özgültekin, Almıla Gülfem et al. “Farklı Lazer Kaynak Parametrelerinin Ileri Nesil Dual Fazlı Bir çeliğin mikroyapısal Ve Mekanik özellikleri üzerindeki Etkileri”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, vol. 37, no. 1, 2021, pp. 455-68, doi:10.17341/gazimmfd.846628.
Vancouver Özgültekin AG, Başer T, Tekelioğlu O, Tamer E, Aydın B, Alpay B. Farklı lazer kaynak parametrelerinin ileri nesil dual fazlı bir çeliğin mikroyapısal ve mekanik özellikleri üzerindeki etkileri. GUMMFD. 2021;37(1):455-68.