Östenitik Paslanmaz Çelik ve IF Çeliğinin Nokta Direnç Kaynak Yöntemi ile Birleştirilmesine Kaynak Parametrelerinin Etkisi

Abstract

Bu çalışmada, 1,2 mm kalınlığındaki yüksek korozyon dayanımlı paslanmaz (AISI 316 L) çelik ve yaşlanmaya dayanıklı ve ekstra derin çekmeye uygun çok düşük karbonlu arayer atomsuz IF (7114) çelikleri farklı parametreler kullanılarak nokta direnç kaynak yöntemi ile birleştirilmiş ve kaynak parametrelerinin (3 ve 6 kN elektrod kuvveti, 3, 5, 7 ve 9 kA kaynak akımı ve 10, 20, 30, 40 ve 50 çevrim kaynak süresi) kaynaklı birleştirmelere etkisinin belirlenmesi için araştırmalar yapılmıştır. Birleştirme dayanımlarını incelemek için numunelere çekme-makaslama testleri uygulanmış ve testler sonucunda numunelerin kırılma tipleri de araştırılmıştır. Ayrıca, numunelerin kaynak bölgeleri üzerinde sertlik ve mikroyapı çalışmaları yapılmıştır. Kaynaklı numuneler üzerinde gerçekleştirilen çekme-makaslama testleri sonucunda, çekme-makaslama dayanımlarının elektrod kuvveti, kaynak akımı ve kaynak süresi artışına bağlı olarak arttığı tespit edilmiştir. Ek olarak çekme-makaslama testleri sonrasında tüm numunelerde kopma, IF 7114 çeliği ITAB’ında meydana gelmiştir. Sertlik testleri sonucunda, en yüksek sertlik değeri AISI 316 L-IF 7114 kaynak çekirdeğinden ölçülmüş onu sırasıyla ITAB’lar (AISI 316 L ITAB>IF 7114 ITAB) ve ana malzemeler (AISI 316 L ana malzeme>IF 7114 ana malzeme) izlemiştir. Mikroyapı incelemeleri sonucunda, artan elektrod kuvveti, kaynak akımı ve kaynak süresiyle kaynak çekirdeği kesitinin genişlediği ve artan ısı girdisi sebebiyle de IF 7114 ITAB’ında belirgin bir tane irileşmesi oluştuğu gözlenmiştir.

Keywords

• Paslanmaz çelik
• IF çeliği
• nokta direnç kaynağı
• mekanik özellikler
• mikroyapı

Effect of Welding Parameters on Joining Austenitic Stainless Steel and IF Steel with Spot Resistance Welding Method

Abstract

In this study, 1,2 mm thick high corrosion resistant stainless (AISI 316L) and very low carbon, resistant aging and suitable extra deep drawing interstitial free IF (7114) steels were combined by resistance spot welding method using different parameters and the welding parameters (3 and 6 kN electrode forces, 3, 5, 7 and 9 kA welding currents and 10, 20, 30, 40 and 50 cycle welding times) studies have been conducted to determine the effect on welded joints.Tensile-shear tests were applied to the samples in order to examine the strength of the welded joints and the fracture types of the samples were investigated as a result of the tests. In addition, hardness and microstructure studies were done on the welded regions of the samples. As a result of the tensile-shear tests carried out on the welded samples, it was determined that the tensile-shear strength of the joints increased depending on the increase in electrode force, welding current and welding time. In addition, after the tensile-shear tests, rupture of all samples occurred in IF 7114 steel the heat effected zone (HAZ). As a result of the hardness tests, the highest hardness value was measured from AISI 316 L-IF 7114 the weld nugget, followed by HAZs (AISI 316 L HAZ>IF 7114 HAZ) and base materials (AISI 316 L base material>IF 7114 base material), respectively. As a result of the microstructure investigations, it was observed that the weld nugget cross section expanded with increasing electrode force, welding current and welding time, and a significant grain coarsening occurred in IF 7114 HAZ due to increased heat input.

Keywords

• Stainless steel
• IF steel
• resistance spot welding
• mechanical properties
• microstructure

References

1. [1] A. Türkyılmazoğlu “Dubleks, martezitik ve ferritik paslanmaz çeliklerin kaynağı”, Yüksek Lisans Tezi, Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Sakarya, s. 16-55, 2006.
2. [2] A. Yürük “Elektrik nokta direnç kaynak yöntemi ile birleştirilen farklı özellikteki paslanmaz çeliklerin kaynak bölgesinin karakterizasyonu”, Yüksek Lisans Tezi, Karabük Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Karabük, s. 1-109, 2015.
3. [3] E. Gözütok, N. Kahraman, A. Durgutlu ve B. Gülenç “The influence of hydrogen addition to the shielding argon gas in TIG welding of AISI 304 materials, 1th International Conference On Welding Technologies, ICWET’09, 11-13 June Ankara/Turkey, pp. 778-786, 2009.
4. [4] N. Çörten, A. Şener, Y. Kaya ve N. Kahraman“AISI 304 ve AISI 316 östenitik paslanmaz çeliklerin TIG kaynağıyla birleştirilebilirliğinin incelenmesi”, 4. uluslararası kaynak teknolojileri konferansı ve sergisi (ICWET’16), 11-13 Mayıs 2016, Gaziantep-Türkiye, s. 1488-1496, 2016.
5. [5] A. Bak “Arayer atomu içermeyen (IF) çeliklerde ve bu çeliklerin nokta direnç kaynaklı bağlantılarında deformasyon yaşlanmasının mekanik özelliklere etkisi”, Yüksek Lisans Tezi, Karabük Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Karabük, s. 1-107, 2010.
6. [6] A. Hasanbaşoğlu “Direnç kaynak yöntemiyle birleştirilen IF çelikleri ile östenitik paslanmaz çeliklerin kaynak kabiliyetlerinin belirlenmesi”, Yüksek Lisans Tezi, Zonguldak Karaelmas Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Zonguldak, s. 1-36, 2005.
7. [7] M. Ekici “IF çeliklerinin MIG-Brazing yöntemi ile birleştirilmesi ve mekanik özelliklerinin incelenmesi”, Doktora Tezi, Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Sakarya, s. 1-204, 2016.
8. [8] Y. Kaya “Titanyum sacların nokta direnç kaynağı ile kaynaklanabilirliğinin araştırılması”, Yüksek Lisans Tezi, Karabük Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Karabük, s. 1-112, 2010.

9. [9] A. Hasanbaşoğlu and R. Kaçar “Resistance spot weldability of dissimilar materials (AISI 316 LDIN EN 10130-99 Steels)”, Mater. Des. 28 (6), pp. 1794- 1800, 2007.
10. [10]. Vural and A. Akkuş “On the resistance spot weldability of galvanized interstitial free steel sheets with austenitic stainless steel sheets”, Journal of Mate. Proces. Tech. 153(1), pp. 1-6, 2004.
11. [11]M. Baydemir “Ostenitik AISI 310-ferritik AISI 430 paslanmaz çeliklerin elektrik direnç nokta kaynağı ile birleştirilmesi ve mekanik özelliklerinin incelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, s. 1-159, 2011.
12. [12]F. Hayat, B. Demir, M. Acarer and S. Aslanlar “Effect of weld time and weld current on the mechanical properties of resistance spot welded IF (DIN EN 10130–1999) steel”, Kov. Mater. 47 (1), pp. 11-17, 2009.
13. [13]F. Hayat, B. Demir, M. Acarer and S. Aslanlar “Adhesive weld bonding of interstitial free steel at spot welding for automotive application”, Kov. Mater. 48, pp. 137-143, 2010.
14. [14]K. Kaya “Östenitik paslanmaz çelik ve if çeliğinin nokta direnç kaynak yöntemi ile birleştirilebilirliğinin incelenmesi”, Yüksek Lisans Tezi, Karabük Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Karabük, s. 1-87, 2022.
15. [15]A. Hasanbaşoğlu, R. Kaçar, S. Gündüz ve B. Gülenç “Akım şiddetinin AISI 304 - IF 7114 direnç kaynaklı birleştirmeleri özelliklerine etkisi”, Kaynak Teknolojisi V. Ulusal Kongresi, Kocaeli, s. 45-52, 2005.
16. [16]S. Aslanlar, A. Uğur, U. Özsaraç and E. İlhan “Welding time effect on mechanical properties of automotive sheets in electrical resisatance spot welding”, Mater. Des. 29, pp. 1427-1431, 2008.
17. [17]S. Aslanlar, A. Uğur, U. Özsaraç, E. İlhan and Z. Demir “Effect of welding current on mechanical properties of galvanized chromided steel sheets in electrical resistance spot welding”, Mater. Des. 28, pp. 2-7, 2007.
18. [18]J. B. Lee, D. G. Nam, N. H. Kang, Y. D. Kim, W. T. Oh and Y. D. Park “Resistance Spot Welding of Dissimilar Materials of Austenitic Stainless Steels and IF (Interstitial Free) Steels”, Korean J. Mater. Res. 19(7), pp. 574-580, 2009.