KAYNAK PARAMETRELERİNİN SÜRTÜNME KARIŞTIRMA KAYNAĞI İLE BİRBİRİNE KAYNAKLANMIŞ 2024-T3 6061-T6 ALUMİNYUM ALAŞIMLARININ MEKANİK ÖZELLİKLERİ ÜZERİNDEKİ ETKİLERİNİN İNCELENMESİ

Abstract

Ergitme kaynak metodları 2024-T3 ve 6061-T6 alaşımlarının birbirlerine kaynatılması için önerilmemektedir, çünkü kaynak esnasında oluşan ısı kaynak bölgesinin ısıl işlem özelliğini etkilemektedir. Bundan dolayı bu alaşımların birleştirilmesinde, katı hal kaynak yöntemlerinden biri olan sürtünme karıştırma kaynağının (friction stir welding -FSW) kullanılması tercih edilmektedir. Bu çalışma farklı iki malzeme olan 2024-T3 ve 6061-T6 aluminyum alaşımlarının sürtünme karıştırma kaynağı ile birleştirilmesi üzerine yapılan deneysel bir çalışmadır. Bu çalışma kapsamında kaynak pimi açısal hız ve ilerleme hızının, sertlik dağılımı, eğilme ve çekme özellikleri üzerindeki etkilerini incelenmiştir. Deneysel sonuçlara göre kusursuz bir sürtünme karıştırma kaynağı işlemi ile 3 mm kalınlığındaki bu alaşımların (2024-T3 ve 6061-T6) oldukça başarılı bir şekilde kaynaklanabildiği gözlenmiştir.

Keywords

• Sürtünme karıştırma kaynağı, farklı aluminyum alaşımlarının kaynakla birleştirilmesi, aluminyum alaşımları, mekanik özellikler

EFFECT OF WELDING PARAMETERS ON THE MECHANICAL PROPERTIES OF DISSIMILAR ALUMINUM ALLOYS 2024-T3 TO 6061-T6 JOINTS PRODUCED BY FRICTION STIR WELDING

Abstract

The use of fusion welding process for 2024-T3 and 6061-T6 alloys is not preferred because of the heat generated from the thermal cycle of the welding which can affect the heat treatments of base metals. Therefore, solid state nature of friction stir welding (FSW) process is generally used in order to join these dissimilar alloys. This experimental study presents the effect of variable rotational and traverse speeds on hardness, bending, and tensile properties of 2024-T3 and 6061-T6 alloys joints produced by FSW. Experimental results have shown that defect free friction stir welded joints of good quality successfully produced from 3 mm thick sections of these alloys. Ergitme kaynak metodları 2024-T3 ve 6061-T6 alaşımlarının birbirlerine kaynatılması için önerilmemektedir, çünkü kaynak esnasında oluşan ısı kaynak bölgesinin ısıl işlem özelliğini etkilemektedir. Bundan dolayı bu alaşımların birleştirilmesinde, katı hal kaynak yöntemlerinden biri olan sürtünme karıştırma kaynağının (friction stir welding -FSW) kullanılması tercih edilmektedir. Bu çalışma farklı iki malzeme olan 2024-T3 ve 6061-T6 aluminyum alaşımlarının sürtünme karıştırma kaynağı ile birleştirilmesi üzerine yapılan deneysel bir çalışmadır. Bu çalışma kapsamında kaynak pimi açısal hız ve ilerleme hızının, sertlik dağılımı, eğilme ve çekme özellikleri üzerindeki etkilerini incelenmiştir. Deneysel sonuçlara göre kusursuz bir sürtünme karıştırma kaynağı işlemi ile 3 mm kalınlığındaki bu alaşımların (2024-T3 ve 6061-T6) oldukça başarılı bir şekilde kaynaklanabildiği gözlenmiştir.

Keywords

• Friction stir welding, dissimilar aluminum materials welding, aluminum alloy, mechanical properties

References

1. WAYNE, T. and VILACA P., Friction Stir Welding Technology. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2011.
2. MATHERS, G., The Welding of Aluminum and Its Alloy, Woodhead Publishing Ltd., 161-165, 2002.
3. MISHRA, R.S., ―Friction Stir Welding and Processing‖, Journal of Center for Friction Stir Processing, Department of Materials Science and Engineering, University of Missouri, Rolla, MO 65409, USA, 2005.
4. AKINLABI and TITILAYO, E., Characterization of Dissimilar Friction Stir Welds between 5754 Aluminum Alloy and C11000 Copper. Nelson Mandela Metropolitan University, 2010.
5. KHALED, T., An Outsider Looks at Friction Stir Welding, Report: ANM-112N-05-06, Ph.D. Chief Scientific / Technical Advisor, Metallurgy Federal Aviation Administration 3960 Paramount Boulevard. Lakewood, CA 90712, 562, 627-5267, 2005.
6. DAWES, C. J., Friction Stir Welding. The Welding Institute, Abington Hall, Cambridge adapted for TALAT by Roy Woodward, Birmingham and Christian Leroy, EAA. Copyright TWI, 1999.
7. LI, Y.,‖ Flow Visualization and Residual Microstructures Associated with the Friction-Stir Welding of 2024 Aluminum to 6061 Aluminum‖, Materials Science and Engineering, A271, 213–223, 1999.
8. ASTM. Standard Specification for Aluminum and Aluminum-Alloy Sheet and Plate. Annual Book of ASTM Standards, Vol 02.02 , 2000.

9. NAKATA K., KIM Y. G., USHIO M., HASHIMOTO T., JYOGAN, S., Weldability of High Strength Aluminum Alloys by Friction Stir Welding, Joining and Welding Research Institute, Osaka University, Mihogaoka, Ibaraki, Osaka 567-0047 Japan. ISIJ International, 40, 15-19, 2000.
10. RAI, R., DE, A., BHADESHIA H. K. D. H., DEBROY, T., ―Review: Friction Stir Welding Tools‖, Science and Technology of Welding and Joining, 16, 4, 2011.
11. NORBERTO PIRES J., LOUREIRO A., BÖLMSJO G., Welding Robots Technology, System Issues and Applications. PhD Thesis © Springer-Verlag Lon don Limited, 2006.
12. BLIGNAULT. C., Design, Development and Analysis of the Friction Stir Welding Process. Msc Thesis, Electrical, Industrial & Mechanical Engineering Port Elizabeth Technikone, 2002.
13. KUMAR, K., SATISH V. , KAILA, S., The Role of Friction Stir Welding Tool on Material Flow and Weld Formation. Ph.D. Dissertation, Civil Engineering Department, Colorado State University, Fort Collins, Colorado, USA, 2007.
14. BAHEMMAT P., RAHBARI A., HAGHPANAHI M., BESHARATI M.K., Experimental Study on the Effect of Rotational Speed and Tool Pin Profile on AA2024 Aluminum Friction Stir Welded Butt Joints, ASME Early Career Technical Conference, Miami, Florida, USA, 2008.
15. SUTTON, M. A., YANG, B, REYNOLD, A.P, TAYLOR, R., ―Microstructural Studies of Friction Stir Welds in 2024-T3 Aluminum‖, Materials Science and Engineering, 323,160–166, 2002.
16. AYDIN, H., BAYRAM, A., UĞUZ, A., AKAY, K.S., ―Tensile Properties Of Friction Stir Welded Joints Of 2024 Aluminum Alloys In Different Heat-Treated-State‖, Materials & Design, 30(6), 2211- 2221, 2009.
17. Lee W.B., YEON Y.M., JUNG S.B., ―Mechanical Properties Related to Microstructural Variation of 6061 Al Alloy Joints by Friction Stir Welding‖, Materials Transactions, 45(5), 2004.
18. ABDELRAHMAN, M. A., GHONEIM M.M., ABDELAZIM M.E., EL-KOUSS M.M.R., ABDELRAHEM N.A., ―The Effect of FSW Tool Geometry on AA6061-T6 Weldments‖, Arab Journal of Nuclear Sciences and Applications, 45(2), 407-418, 2012.
19. CAVALIERE, P., ―Effect of Welding Parameters on Mechanical and Microstructural Properties of Dissimilar AA6082–AA2024 Joints Produced by Friction Stir Welding‖, Materials and Design, 30 ,609–616, 2008.
20. VURAL M., OGUR A., CAM G., OZARPA C., ―On the Friction Stir Welding of Aluminium Alloys EN AW 2024-0 and EN AW 5754-H22‖, International Scientific Journal, 28, 2007.
21. SAAD and TOSHIYA, ―Microstructure and Mechanical Properties of Friction Stir Welded Dissimilar Aluminum Joints of AA2024-T3 and AA7075-T6‖, Materials Transactions, 48(7), 2007.
22. LI, Y., MURR, L., MCCLURE, J.C., ―Flow Visualization and Residual Microstructures Associated with the Friction-Stir Welding of 2024 Aluminum to 6061 Aluminum‖, Materials Science and Engineering, A271, 213–223, 1999.
23. OUYANG, J. H., and KOVACEVIC, R., ―Material Flow and Microstructure in the Friction Stir But Welds of the Same and Dissimilar Aluminum Alloys‖, Journal of Materials Engineering and Performance, 11(1), 2001.