QSTE420TM Çeliğinin TIG Kaynak Yöntemiyle Kaynak Edilmesinde İlave Metal Tel Çapının Metalurjik ve Mekanik Özelliklere Etkisinin Belirlenmesi

Abstract

Bu çalışmada; savunma sanayi, otomotiv sanayi, petrol iletim hatları gibi sektörlerde yaygın olarak kullanılan ince taneli ve mikro alaşımlı yapıya sahip QSTE 420TM kalitesindeki çelik sac plaka malzeme, Tungsten Inert Gaz Kaynağı yönteminde 1,6 mm ve 2,0 mm çapında ilave metal tel kullanılarak ayrı ayrı birleştirilmiştir. Farklı çaplardaki dolgu tellerine farklı ısı girdileri uygulanmıştır. Böylece kaynak bölgesi (ana malzeme, ısının tesiri altındaki bölge ve kaynak metali)  üzerinde meydana gelen mekanik ve metalürjik değişiklikler, çekme, eğme, çentik - darbe, sertlik testleri ve makrografik, mikrografik muayeneler yapılarak incelenmiştir. Gerçekleştirilen testler sonucunda; 1,6 mm ilave telin, kaynaklı birleştirmenin kendinden beklenen mekanik ve metalürjik özellikleri sağladığı gözlenmiştir. % 44 daha yüksek ısı girdisinin uygulandığı 2,0 mm ilave tel ile yapılan kaynaklı birleştirmelere ait çekme testlerinde ise kaynak metalinden kopma gerçekleşmiştir. Bu sonuçlarla QSTE420TM gibi malzemelerde yüksek ısı girdisinin mekanik ve metalurjik özelliklere olan olumsuz etkileri de incelenmiştir.

Keywords

• QSTE 420 TM,TIG,ısı girdisi,ilave tel çapı,mikro yapı,kaynak hızı

Determination of the Effect of Additional Metal Wire Diameter on Metallurgical and Mechanical Properties in TIG Welding of QSTE 420TM Steel

Abstract

In this study; QSTE 420TM quality steel sheet plate material, which is widely used in sectors such as defense industry, automotive industry, oil transmission lines, has fine-grained and micro-alloy structure are combined separately. Different heat inputs are applied to the filler wires of different diameters. Thus, mechanical and metallurgical changes occurring on the welded area (base material, heat affected zone and weld metal) were examined by tensile, bending, notch - impact, hardness tests and macrographic and micrographic examinations. As a result of the tests performed; It has been observed that the 1.6 mm additional wire provides the mechanical and metallurgical properties expected of the welded joint. In the tensile tests of welded joints made with 2.0 mm additional wire with 44% higher heat input, breakage from weld metal was realized. With these results, negative effects of high heat input on mechanical and metallurgical properties of materials such as QSTE420TM were also investigated.

Keywords

• QSTE420TM,TIG,heat input,additional wire diameter,micro structure,weld speed

References

1. [1] İnternet: Ympress S420mc Teknik Özellikleri. Tata Steel. URL: http://www.webcitation.org/query?url=https%3A%2F%2Fwww.tatasteeleurope.com%2Fstatic_files%2FDownloads%2FGeneral%2520Industry%2520Strip%2FStrip%2520Products%2FEnglish%2FTata%2520Steel%2520-%2520YMPRESS%2520S420MC%2520-%2520data%2520sheet.pdf&date=2019-03-0, Son Erişim Tarihi: 04.03.2019.
2. [2] Aktarer, S.M., Küçükömeroğlu, T., “The microstructure and mechanical properties of FSPed HSLA steel”, Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, 75(2), 55-60, (2016).
3. [3] Taş, Z., “Yüksek dayanımlı düsük alaşımlı çeliklerde metalürjik mukavemet artırma”, Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 28(2), 97-101, (2012).[4] İnternet: YMDA Kaynağı. Mesleki Eğitim Platformu. URL: http://www.webcitation.org/query?url=http%3A%2F%2Fwww.e-mep.com%2Fwp-content%2Fuploads%2F2017%2F02%2FY%C3%BCksek-Mukavemetli-D%C3%BC%C5%9F%C3%BCk-Ala%C5%9F%C4%B1ml%C4%B1-Celiklerin-Kaynagi-Ozlem-Karaman.pdf&date=2019-03-04, Son Erişim Tarihi: 04.03.2019.
4. [5] Kurt, H., “Yüksek Mukavemetli Yapı Çeliklerinde Kaynaklı Bölgenin Mekanik ve Mikro yapı Özelliklerinin İncelenmesi”, Yüksek Lisans Tezi, Marmara Üniversitesi Fen Bilimleri Esntitüsü, (2014).
5. [6] Yalçın, M. “İnce Taneli Yüksek Mukavemetli Yapı Çeliklerinde Kaynaklı Bölgenin Mekanik ve Mikro yapı Özelliklerinin İncelenmesi”. Yüksek Lisans Tezi, Marmara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Metal Eğitimi Ana Bilim Dalı, (2008).
6. [7] İnternet: Steel Data (2018). URL: http://www.webcitation.org/query?url=http%3A%2F%2Fwww.steeldata.info%2Fcarbides%2Fdemo%2Flist%2Fmc.html&date=2019-02-04. Son Erişim Tarihi: 04.02.2019.
7. [8] N. Mebarki. N, Lamesle. P, Delagnes. D, Levaillant. C, Delmas. F, “Relatıonshıp Between Mıcrostructure and Mechanıcal Propertıes Of A 5%Cr Hotwork Tool Steel”, 6th Internatıonal Toolıng Conference, France, 737-754.
8. [9] J.G.Silva, F., Santos, J., Gouveia, R., “Dissolution Of Grain Boundary Carbides By The Effect Of Solution Annealing Heat Treatment and Aging Treatment On Heat-Resistant Cast Steel”, Hk30. Metals, 7 (251), 1-12, (2017).

9. [10] Kendirci, M. F., “İnce Taneli Yüksek Mukavemetli Yapı Çeliklerinde Kaynaklı Bölgelerin Isıl İşlem Mekanik ve Mikroyapı Özelliklerinin İncelenmesi”, Yüksek Lisans Tezi, Marmara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Metal Eğitimi Ana Bilim Dalı, (2008).
10. [11] Dündar, B., “Tozaltı Kaynak Yönteminde Altlık Olarak Kullanılan Kaynak Yöntemlerinden Kaynak Yeterliliklerinin Ve Maliyetlerinin Karşılaştırılması”, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Esntitüsü, (2010).
11. [12] Dunđer, M., Vuherer, T., Samardžıć, I., “Weldability of Microalloyed High Strength Steels TStE 420 and S960 QL”, Metalurgıja, 53 (3), 335-338, (2014).
12. [13] Samardžıć, I., Čıkıć, A., Dunđer, M., “Accelerated Weldability Investigation Of Tste 420 Steel By Weld Thermal Cycle Simulation”, Metalurgıja, 52 (4), 461-464, (2013).
13. [14] Savaşkan, T, “Malzeme Bilimi ve Malzeme Muayenesi”, Celpler Matbaacılık, 347-350 Trabzon, (2015).
14. [15] Komaç, E., “Teknik Eğitim El kitabı”, Askaynak, 6-8, Kocaeli, (2009).
15. [16] TS EN 10025-6+A1, “Sıcak Haddelenmiş Yapı Çelikleri - Bölüm 6: Suverilmiş ve Temperlenmiş Durumdaki Yüksek Akma Dayanımlı Yapı Çeliklerinden İmal Edilmiş Yassı Mamullerin Teknik Teslim Şartları”, (2013).
16. [17] SEW088:1993, “Weldable Fine Grained Steels; Guidelines For Processing, Particular For Fusion Welding”, (1993).
17. [18] TS EN 15614-1, “Metalik Malzemeler İçin Kaynak Prosedürlerinin Şartnamesi ve Vasıflandırılması - Kaynak Prosedürü Deneyi - Bölüm 1: Çeliklerin Gaz ve Ark Kaynağı”, (2017).
18. [19] TS EN 9606-1, “Kaynakçıların Yeterlilik Sınavı-Ergitme Kaynağı - Bölüm 1: Çelikler”, (2017).
19. [20] TS EN 14731, “Kaynak koordinasyonu - Görevler ve sorumluluklar”, (2010).
20. [21] Akkurt, A., “Su jeti ile kesme sistemleri ve uygulama alanlarının değerlendirilmesi”, Politeknik Dergisi, 7(2), 129-139. (2004).
21. [22] TS EN 17639, “Metalik Malzemelerdeki Kaynaklarda Tahribatlı Muayene - Kaynakların Makroskopik ve Mikroskopik Muayenesi”, (2014).
22. [23] TS EN 9015-1, “Metalik Malzemelerdeki Kaynaklar Üzerinde Tahribatlı Deneyler-Sertlik Deneyi-Bölüm 1: Ark Kaynaklı Birleştirmelerde Sertlik Deneyi”, (2011).
23. [24] TS EN 4136, “Metalik Malzemelerin Kaynakları Üzerinde Tahribatlı Deneyler-Enine Çekme Deneyi”, (2013).
24. [25] TS EN 5173:2010/A1, “Metalik Malzemelerde Kaynak Dikişleri Üzerinde Tahribatlı Muayeneler- Eğme Deneyleri”, (2012).
25. [26] TS EN 9016:2012, “Metalik Malzemelerde Kaynaklar Üzerinde Tahribatlı Deneyler - Vurma Deneyleri”, (2012).
26. [27] İnternet: Basic Metallurgy of Fusion Welding The National Programme on Technology Enhanced Learning (NPTEL). URL: http://www.webcitation.org/query?url=https%3A%2F%2Fnptel.ac.in%2Fcourses%2F112101005%2Fmodules%2Flec4-3%2F1.3.html&date=2019-02-21, Son Erişim Tarihi: 21.02.2019.
27. [28] Elektronik Kitap, “Uluslararası Kaynak Mühendisliği Eğitim Notları”, O.D.T.Ü K..T.M.-GSI-SLV-TR, Ankara, (2013).
28. [29] Popović, O., Prokić, C., Burzić, R.M., Milutinović, Z., “The Effect of Heat Input on the Weld Metal Toughness of Surface Welded Joint”, 14th International Research/Expert Conference, Mediterranean Cruise, 61-64, (2010).
29. [30] D. Callister, W., G. Rethwisch, D., “Malzeme bilimi ve mühendisliği 8. basımdan çeviri”, Nobel Akademik Yayıncılık Eğitim Danışmanlık Tic.Ltd.Şti, Ankara, 343-390, (2014).
30. [31] Kang, B.Y., Kim, H.J., Hwang,S.K, “Effect of Mn and Ni on the Variation of the Microstructure and Mechanical Properties of Low-carbon Weld Metals”, ISIJ International, 40 (12), 1237–1245, (2000).
31. [32] Zhang, Z., Farrar, R.A., “Influence of Mn and Ni on the Microstructure and Toughness of C-Mn-Ni Weld Metals”, Welding Research Supplement, 183-196, (1997).
32. [33] Tüzünalp, K.K., “Yönlü Katılasma” Basılmamış Ders Notları, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Teknoloji Fakültesi, Ankara, (2017).
33. [34] Faes, K., Maas, F., De Waele, W., De Baets, P.,Verstraete, M., Delbaere, D.,Van Der Donckt, E., “Weldability Of Micro-Alloyed High-Strength Pipeline Steels Using A New Friction Welding Variant”, The 2nd South -East European IIW International Congress, Bulgaria, (2010).
34. [35] İnternet: Türedi, E. (2012). Mikroyapısal Görüntüleme ve Tanı Ek Ders Notları. URL: http://www.webcitation.org/query?url=https%3A%2F%2Fdocplayer.biz.tr%2F13903329-Mikroyapisal-goruntuleme-ve-tani.html&date=2019-02-08. Son Erişim Tarihi: 08.02.2019.
35. [36] Dong, H., Hao, X., Deng, D., “Effect of Welding Heat Input on Microstructure and Mechanical Properties of HSLA Steel Joint”, Springer Science+Business Media, 3, 138-146, (2014).
36. [37] Kalkan, İ., “Yüksek mukavemetli çeliklerde çok pasolu kaynağının mekanik ve mikroyapı özelliklerine etkisi”, Yüksek Lisans Tezi, Düzce Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı, 2018.
37. [38] Lehto, P., Remes, H., Saukkonen, T., Hänninen, H., Romanoff, J., “Influence of grain size distribution on the Hall–Petch relationship of welded structural steel”, Materials Science and Engineering (A), (592), 28–39, (2014).
38. [39] Türker, M., “The Effect of Welding Parameters on Microstructural and Mechanical Properties of HSLA S960QL Type Steel with Submerged Arc Welding”, Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 21 (3), 673-682, (2017).