Direnç Nokta Kaynağı ile Birleştirilmiş AlSi Kaplamalı SABC1470 Çeliklerinde Patchwork Uygulamasının Mikroyapısal ve Mekanik Olarak İncelenmesi

Öz

Bu çalışma, AlSi kaplamalı SABC1470 çeliği kullanılarak direnç nokta kaynağı ile yapılan patchwork üretim yönteminin, sıcak şekillendirme prosesi öncesi ve sonrasında mikroyapısal ve mekanik davranışlarının, kaynaklanabilirlik fizibilitesi üzerindeki etkilerini analiz etmeyi amaçlamaktadır. Deneysel çalışmalar kapsamında, aynı kalınlığa ve malzeme özelliğine sahip iki sac plaka, direnç nokta kaynak yöntemi ile birleştirilmiş ve farklı kaynak parametrelerinin kaynak çekirdek çapına ve mikroyapıya etkisi detaylı olarak incelenmiştir. Spot kaynağı sonrası uygulanan presle bükme işlemi ile radius bölgelerinde meydana gelen yapısal değişimler taramalı elektron mikroskobu (SEM) yardımıyla analiz edilmiştir. Özellikle çekirdek çapının standartlara uygunluğu değerlendirilmiş; sıcak şekillendirme prosesi sonrasında spot çekirdeğinde meydana gelen kayma ve çatlak oluşumları ile ilişkisi ortaya konmuştur. Bu bulgular, direnç nokta kaynağı ile yapılan patchwork uygulamalarında kaynak kalitesinin ve mikroyapısal bütünlüğün üretim sonrası şekillendirme davranışı üzerindeki belirleyici etkisini göstermektedir.

Anahtar Kelimeler

• Patchwork Yöntemi
• Direnç Nokta Kaynağı
• Sıcak Şekillendirme
• SABC1470
• Mikroyapı Analizi
• AlSi Kaplama

Microstructural and Mechanical Investigation of Patchwork Application in AlSi Coated SABC1470 Steels Joined by Resistance Spot Welding (RSW)

Öz

This study aims to evaluate the influence of the patchwork manufacturing method, conducted by resistance spot welding on AlSi-coated SABC1470 steel, on the microstructural and mechanical behaviors before and after the hot stamping process, with a focus on weldability feasibility. In the experimental phase, two sheet metals with identical thickness and material properties were joined by resistance spot welding and the influence of different welding parameters on nugget diameter and microstructure was examined in detail. Post-weld bend tests were conducted using a press, and structural transformations occurring in the radius regions were analyzed with a scanning electron microscope (SEM). Particular attention was given to assessing the compliance of the nugget diameter with established standards, and its correlation with slippage and crack formation observed after the hot stamping process was elucidated. The findings demonstrate that weld quality and microstructural integrity in patchwork applications significantly affect the post-forming behavior of components produced by resistance spot welding.

Anahtar Kelimeler

• Patchwork Technique
• Resistance Spot Welding
• Hot Stamping
• SABC1470
• Microstructure Analysis
• AlSi Coating

Kaynakça

1. Zhang W, Xu J. Advanced lightweight materials for Automobiles: A review. Materials & Design 2022;221:110994. doi:10.1016/j.matdes.2022.110994.
2. Naganathan A, Penter L. Hot Stamping: Sheet Metal Forming, Process and Application. Bölüm 7; 2012.
3. Aspacher J. Forming Hardening Concepts. İçinde: 1st International Conference on Hot Sheet Metal Forming of High-Performance Steel. Kassel, Almanya; 2008, s. 77-81.
4. Billur E, editör. Hot stamping of ultra high strength steels: from a technological and business perspective. Türkiye: Springer International Publishing; 2019. doi:10.1007/978-3-319-98870-2.
5. Kim K, Lee SH, Choi H. Evaluation of Contact Heat Transfer Coefficient and Phase Transformation during Hot Stamping of a Hat-Type Part. doi:10.3390/ma8042030.
6. Hu P, Ma N, Liu L, Zhu ZY. Theories, Methods and Numerical Technology of Sheet Metal Cold and Hot Forming: Analysis, Simulation and Engineering Applications. Bölüm 1; 2012. doi:10.1007/978-1-4471-4099-3.
7. Li W, Zhang Z, Jia H, Ren M. The Optimization of Welding Spots' Arrangement in A-Pillar Patchwork Blank Hot Stamping. Metals 2023;13:1409. doi:10.3390/met13081409.
8. Ahmad MA, Zakaria A. Optimization of Spot-welds on Patchwork Blank for Hot Forming Process. doi:10.4028/www.scientific.net/AMM.606.177.

9. Lei C, Xing Z, Xu W, Hong Z, Shan D. Hot stamping of patchwork blanks: modelling and experimental investigation. 2017. doi:10.1007/s00170-017-0351-9.
10. Jo DS, Kim JH, Kim BM. Feasibility study on application of hot forming quenching to patchwork blanks using two-stage refilled friction stir spot welding. J Manuf Process 2019;41:66-73. doi:10.1016/j.jmapro.2019.03.012.
11. Güner A, Brenne T, Ling D. Process Window for Patchwork Blanks Regarding Thickness, Friction and Heat Transfer.
12. Lara JAC, Abbade L, Mucsi CS, Nizes ADC, Rossi JL. Study of Patchwelded Blanks Resistance Spot Welding (RSW) Before Hot Stamping with and without Heat Treatment. 2023. doi:10.1590/1980-5373-MR-2023-0053.
13. Nadimi N, Yedegari R, Pouramvari M. Resistance Spot Welding of Quenching and Partitioning (Q&P) Third-Generation Advanced High-Strength Steel: Process-Microstructure-Performance. Metallurgical and Materials Transactions 2022. doi:10.1007/s11661-022-06903-y.
14. Japanese Industrial Standard. JIS Z 3140:2017: method of inspection and acceptance levels for resistance spot welds (Foreign Standard). Japonya: JIS; 2017.
15. Liu Y, Dong D, Han Z, Yang Z, Wang L, Dong Q. Microstructure and Strain Rate-Dependent Tensile Deformation Behavior of Fiber Laser-Welded Butt Joints of Dual-Phase Steels. 2018. doi:10.1007/s11665-018-3295-9.
16. Özçatalbaş Y, Kuştutan G, Arabacı U. Effect of Cooling Rate On Mechanical Properties In Resistant Welding Joint Of AISI 304 Stainless Steel. Ankara: Gazi Üniversitesi Teknoloji Fakültesi Met. ve Malz. Müh. Bölümü; 2018. doi:10.29109/http-gujsc-gazi-edu-tr.345352.