TOZALTI ARK KAYNAK (SAW) YÖNTEMİNDE KAYNAK GENİŞLİĞİNİN TAGUCHİ METODUYLA OPTİMİZASYONU

Year 2023, Volume: 31 Issue: 1, 558 - 571, 29.04.2023

Aydın Şık , Ali Akay , Turabi Bingöl

https://doi.org/10.31796/ogummf.1124675

Abstract

Dikey karıştırıcılı öğütücüler, çeşitli maden cevherinin ekonomik olarak öğütülmesinde kullanılırlar. Karıştırma vidası öğütme haznesinin üstüne dik eksenli çalışacak şekilde yataklanması yapılır. Öğütücü karıştırma sırasında oluşan zorlanmalara karşı mukavim olması ve rijitliğini koruması istenir. Bu nedenle parçalar birleştirilirken en iyi kaynak yöntemi seçilmelidir. Kaynaklı birleştirmelerde tüm kaynak işlemleri, istenen kaynak dikişi parametreleri, minimum bozulma ile mükemmel mekanik özellikler ile kaynaklı bir bağlantı elde etmek amacıyla kullanılır. Tozaltı Ark Kaynağı (SAW) işlemi, kolay uygulanabilirliği, yüksek akım yoğunluğu ve aynı anda birden fazla tel kullanarak büyük miktarda kaynak metali biriktirme kabiliyeti nedeniyle geniş endüstriyel uygulama alanı bulmaktadır. Özellikle aşınmış parçaları onarabilme özelliğinden dolayı imalatta çokça uygulanmaktadır. Kaliteli bir bağlantı elde etmek için, SAW’ın çeşitli proses parametrelerinin incelenmesi ve kaynak kalitesini iyileştirmek için hassas bir şekilde seçilmesi gerekir. SAW, daha sonra kaynak kalitesini etkileyen biriktirme hızı, seyreltme ve sertlik gibi performans çıktılarını etkileyen çok sayıda proses parametresi ile karakterize edilir. . Bu nedenle vida yapraklarının mile kaynağı SAW yöntemi ile yapılmıştır.
SAW makinesi ile kaynak yapılmış deney numuneleri Taguchi'nin deney tasarımına göre veriler toplanmış ve sürecin girdi-çıktı ilişkilerini kurmak için varyans (ANOVA) ve regrasyon analizi yapılmıştır. Optimum kaynak parametrelerini belirlemek için ANN modellerine dayalı optimizasyon prosedürlerini kullanan iyi bir dikiş geometrisi elde edilmesi amaçlanmıştır. Bu tekniklerden elde edilen optimize edilmiş değerler deneysel sonuçlarla karşılaştırılmış ve sunulmuştur.

Keywords

Taguchi Metodu, Tozaltı Kaynağı, Helezonlar, Tozaltı Kaynak Makinası Tasarımı

Supporting Institution

Gazi Üniversitesi Teknoloji Transfer Ofisi, Birikim Mühendislik Tasarım Merkezi

Project Number

081251 STB

Thanks

Bu çalışma, Gazi Üniversitesi Teknoloji Transfer Ofisi (TTO) ile Birikim Mühendislik Tasarım Merkezi arasında yapılan “VTM Tozaltı Helezon Kaynak Tezgahı Tasarımı" konulu ve 081251 STB kodlu proje kapsamında yapılmıştır. Her iki kuruma teşekkür ederiz.

THE OPTIMIZATION OF WELDING WIDTH BY TAGUCHI TECHNIQUE IN SUBMERGED ARC WELDING (SAW) METHOD

Abstract

The vertical mixer grinders used in this study are used for economical grinding of various mineral ores. The mixing screw is placed on the top of the grinding chamber in such a way that it works vertically. It is required that the grinder is resistant to the strains that occur during mixing and maintains its rigidity. For this reason, the best welding method should be chosen when assembling parts. In welded joints, all welding operations are used to obtain a welded joint with required welding seam parameters, excellent mechanical properties with minimum distortion. Submerged Arc Welding (SAW) process finds wide industrial execution due to its easy applicability, high current density and the ability to accumulate a large amount of welding metal using multiple wires at the same time. It is widely applied in manufacturing, especially, because of its ability to repair worn parts. In order to obtain a quality connection, it is necessary to examine the various process parameters of SAW (submerged arc welding) and select them precisely to improve the welding quality. SAW is characterized by a large number of process parameters that affect the performance outputs, such as deposition rate, dilution and hardness, which subsequently affect the welding quality. Therefore, the shaft welding of screw sheets was carried out by the SAW method.
The penetration of the weld seams made with SAW and the penetration of the weld seams detected using by Taguchi method were compared. The data of the experimental samples welded by SAW machine were collected according to Taguchi's experimental design and in order to establish the input-output relations of the process, variance (ANOVA) and regression analysis were performed. It is aimed to obtain a good seam geometry using optimization procedures based on ANN models to determine the optimal welding parameters. The optimized values obtained from these techniques are compared with the experimental results and presented.

Keywords

Taguchi Method, Submerged Arc welding, Spirals, Submerged Arc Welding Machine Design

Project Number

081251 STB

References

• Atar, E. (2021). Taguchı Yönteminin Sağlık Araştırmalarında Uygulanabilirliği. Isparta, Türkiye: Süleyman Demirel Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü Biyoistatistik ve Tıbbi Bilişim Anabilim Dalı Yüksek Lisans Tezi.
• Aytekin, A. G. (2011). Robotik Gazaltı Köşe Kaynak İşleminin Taguchi Yöntemi İle Eniyilenmesi. Yönetim ve Ekonomi Araştırmaları Dergisi, 7-28.
• Canıyılmaz, E. (2001). Kalite Geliştirmede Taguchi Metodu ve Bir Uygulama. Ankara: Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi,.
• Datta, S., & Mahapatra, S. S. (2010). Multi-Objective Optimization of Submerged Arc Welding Process. The Journal of Engineering Research, Vol. 7, No. 1, 42-52.
• Datta, S., Bandyopadhyay, A., & Kumar Pal, P. (2008). Application of Taguchi Philosophy For Parametric Optimization of Bead Geometry And HAZ Width in Submerged Arc Welding Using A Mixture of Fresh Flux And Fused Flux. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 36(7-8), 689-698.
• Deshmukh, P. S. (2013). Optimization of Welding Parameters Using Taguchi Method for Submerged Arc Welding On Spiral Pipes. International Journal of Recent Technology and Engineering (IJRTE).
• Eşme, U. B. (2006). TIG Kaynağında Kaynak Dayanımının Taguchi Metoduyla Optimizasyonu. TİMAK-Tasarım İmalat Analiz Kongresi (s. 335-343). Balıkesir: TİMAK.
• Gunaraj, V. M. (2000). Prediction and Optimization of Weld Bead Volume for the Submerged Arc Process . Part 2 Welding Research Supplement, 331-338.
• Hsiao, Y. F. (2008). Optimization of Plasma Arc Welding Parameters by Using the Taguchi Method with the Grey Relational Analysis. Materials and Manufacturing Processes, 23(1), 51-58.
• İç, Y. T. (2012). Improvement Of A Product Design Using Multi Criteria Decision Making Methods With Taguchi Method. Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, Vol 27, No 2, 447-458.
• Lin, H. C. (2007). Optimization Of Resistance Spot Welding Process Using Taguchi Method. A Neural Network, Experimental Techniques, 30-36.
• Lin, H., & Chou , C. (2006). Optimisation of The GTA Welding Process Using The Taguchi Method and a Neural Network. Science and Technology of Welding & Joining, 120-128.
• Lochner, J. a. (1990). Designing for Quality. London: Designing for Quality.
• Mahapatra, S. D. (2010). Multi-Objective Optimization of Submerged Arc Welding Process. The Journal of Engineering Research, Vol 7, No 1, 42-52.
• Montgomery, D. (1991). Design and Analysis of Experiments. Toronto Singapure: John Wiley & Sons.
• Pan, L. C. (2004). Optimization of Nd-YAG laser welding on magnesium alloy through Taguchi analysis. J. of Optics & Laser Technolog, 33-42.
• Srinivasulu Reddy, K. (2013). Optimization & Prediction of Welding Parameters and Bead Geometry in Submerged Arc Welding. International Journal of Applied Engineering Research and Development (IJAERD) ISSN 2250-1584, 1-6.
• Taguchi, G. E. (1989). Quality Engineering in Production Systems. New York: McGraw Hill.
• Taguchi, G., & Konishi, S. .. (1987). Orthogonal arrays and linear graphs: tools for quality engineering. MI: American Supplier Institute Allen Park.