Microstructure and Mechanical Properties of High Velocity Oxygen Fuel (HVOF) Sprayed Nickel Powder Coating on Welding Regions of Aluminum Alloy AA5754 and DP600 Welded Steel Plates with the Friction Stir Spot Welding Process

Öz

In this study, it is aimed to investigate microstructural and mechanical properties of friction stir spot welding joints coated with nickel powder by using high velocity oxygen fuel method HVOF. The welding surfaces of AA5754 alloy was coated with nickel powder with a thickness of 200 μm by using HVOF. Friction Stir spot welding tool was designed and manufactured from hot worked tool steel by machining. Metallographic specimens were cut from welding samples by using abrasive water jet. Specimens were metallo graphically prepared and Vickers hardness of base metal, welding zone and heat affected zones were measured. Microstructure of the specimens investigated by using scanning electron microscope (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS) and optical microscope analysis. The results of experimental studies were interpreted in order to analyze microstructural and mechanical properties of welding joints.

Anahtar Kelimeler

• Friction stir spot welding process,High velocity oxygen fuel nickel powder spraying (HVOF),DP600 steel

Yüksek Hızlı Oksijen Yakıtlı Alev Toz Püskürtme Yöntemiyle Nikel Kaplanmış AA5754 Alüminyum Alaşımı ve DP600 Galvanizli Çeliğin Sürtünme Karıştırma Nokta Kaynağı ile Birleştirilmesinde Mikroyapı ve Mekanik Özelliklerin İncelenmesi

Öz

Bu çalışmada, sürtünme karıştırma nokta kaynağının yüksek hızlı oksijen yakıtlı alev toz püskürtme yöntemiyle nikel kaplanmış malzemelerdeki mikroyapı ve mekanik özelliklerinin incelenmesi amaçlanmıştır. AA5754 alüminyum alaşımı kaynak yüzeyleri HVOF metodu kullanılarak 200 μm kalınlığında nikel ile kaplanmıştır. Sürtünme karıştırma nokta kaynağı takımı sıcak işlem çeliğinden tasarlanmış ve imal edilmiştir. Metalografik numuneler abrasif su jeti ile kaynaklı parçalardan kesilmiştir. Numuneler Metalografik olarak hazırlanmış ve temel metal, kaynak bölgesi ve ısıdan etkilenen bölge Vickers sertliğinde ölçülmüştür. Numunelerin mikro yapısı taramalı elektron mikroskobu, EDS analizi ve optik mikroskop görüntüleme ile incelenmiştir. Deneysel çalışma sonuçları, mikroyapı ve kaynaklı birleştirmenin mekanik özellikleri analizi için yorumlanmıştır.

Anahtar Kelimeler

• Sürtünme karıştırma nokta kaynağı,Yüksek hızda oksijen yakıtlı yüksek hızlı alev toz püskürtme yöntemiyle nikel kaplama,DP600 çelik

Kaynakça

1. 1. Kano, Y., Inuzuka M., Yamashita, S., Nakashima, Y., Nagao, Y., Iwashita, T., 2000. Spot Joining Method and Spot Joining Device, Japanese Patents Application no.P2000-355770.
2. 2. Fereiduni E. et al., 2015. Aluminum/Steel Joints Made by an Alternative Friction Stir Spot Welding Process, Journal of Materials Processing Technology 224, pp. 1–10.
3. 3. Lakshminarayanan, A. K., Annamalai, V. E., Elangovan, K., 2015. Identification of Optimum Friction Stir Spot Welding Process Parameters Controlling The Properties Of Low Carbon Automotive Steel Joints, Jmaterrestechnol., 4, pp. 262-272.
4. 4. Badarinarayan, H., Yang, Q., Zhu, S., 2009. Effect of Tool Geometry on Static Strength of Friction Stir Spot-Welded Aluminum Alloy, Int J Mach Tools Manuf, 49, pp.142–148.
5. 5. Thomas, W. M., Nicholas, E. D., Needham, J. C., Murch, M. G., Temple Smith P., Dawes C. J., 1991. International Patent Application No. PCT/GB92/02203 and GB Patent Application No. 9125978. The Welding Institute, TWI.
6. 6. Çamcı, Ş., Ustaoğlu, G., Güler, S., 2004. Isıl Püskürtme Yöntemiyle Tungsten-Karbür Kaplama, M.Ü.T.E.F. Metal Eğitimi Bölümü Bitirme Tezi, İstanbul..
7. 7. Choi, D. H., Ahn, B. W., 2013. Quesnel, D. J., Jung, S. B., Behavior of β phase (Al3Mg2) in AA 5083 During Friction Stir Welding, Intermetallics 35, pp. 120-127.
8. 8. Al-Jarrah, A. J., Swalha, S., Mansour, T. A., Ibrahim, M., Al-Rashdan, M., Al-Qahsi D. A., 2014. Welding Equality and Mechanical Properties of Aluminum Alloys Joints Prepared by Friction Stir Welding, Materials and Design, pp. 929–936.

9. 9. Sadeesh, P., Venkatesh, M. K., Rajkumar, V., Avinash, P., Arivazhagan, N., Devendranath, K. R., Narayanan, S., 2014. Studies on Friction Stir Welding of AA 2024 and AA 6061 Dissimilar Metals, Procedia Engineering, pp. 145 – 149.
10. 10. Bousquet, E., Quintin, A. P., Puiggali, M., Devos, O., Touzet, M., 2011. Relationship Between Microstructure, Microhardness and Corrosion Sensitivity of an AA 2024-T3 Friction Stir Welded Joint, Corrosion Science, pp. 3026–3034.
11. 11. Tran, V., Pan, J., 2010. Fatigue Behavior of Dissimilar Spot Friction Welds In Lap-Shear and Cross-Tension Specimens of Aluminum and Steel Sheets, International Journal of Fatigue, pp. 1167-1179.
12. 12. Sun, Y.F., Fujii, H., Takaki N., Okitsu, Y., 2012. Microstructure and Mechanical Properties Of Mild Steel Joints Prepared by a Flat Friction Stir Spot Welding Technique, Materials and Design, pp. 384–392.
13. 13. Lee, J. E., Bae D. H., Chung, W. S., Kim, K. H., Lee, J. H., Cho, Y. R., 2007. Effects of Annealing on the Mechanical and Interface Properties of Stainless Steel/Aluminium/ Copper Clad-Metal Sheets, Journal of Materials Processing and Technology, pp. 187−188, pp. 546−549.
14. 14. Hovanski, Y., Santella, M., Grant, G., 2007. Scripta Mater., pp. 873–876.
15. 15. Lugscheider, E., Herbst, C., Zhao L., 1998. Surf Coat., Technol. 108–109, pp. 16–23.
16. 16. Sundman, B., Ohnuma, I., Dupin, N., Kattner, U.R., Fries, S.G., 2009. An Assessment of the Entire Al-Fe System Including DO3 Ordering, Acta Mater., pp. 2896-2908.
17. 17. Salman, A., Gabbitas, B., Cao, P., Zhang, D., 2009. Tribological Properties of Ti(Al,O)/ Al2O3 Composite Coating by Thermal Spraying, International Journal Of Modern Physics B Vol. 23, Nos. 6 & 7, pp. 1407–1412.