SÜRTÜNME KARIŞTIRMA KAYNAĞI YAPILMIŞ Cu/Al- 1050 ALIN BİRLEŞTİRMESİNİN MİKROYAPI VE MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ

Öz

Bu çalışmada, saf bakır (Cu) ve alüminyum (Al-1050) levhaların, 515 min-1 sabit takım devir hızında ve farklıkaynak hızlarında sürtünme karıştırma kaynağıyla alın-alına birleştirilebilirlikleri incelenmiştir. En düşük kaynakhızında (12 mm min-1) başarılı bir Cu/Al-1050 birleştirmesi elde edilebilirken, kaynak hızının 30 ve 50 mm min-1e artmasıyla oldukça zayıf birleştirmeler gerçekleşmiştir. Bu nedenle çalışmada, 12 mm min-1 kaynak hızındakibirleştirmenin mikroyapı karakterizasyonu yapılmış ve mekanik özellikleri değerlendirilmiştir. Bu birleştirmedeoptik ve taramalı elektron mikroskobunda mikroyapı incelemeleri ile enerji dağılımlı X-ışınları spektroskopisi(EDS), X-ışınları difraksiyonu (XRD), çekme testi ve mikrosertlik ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Mikroyapıincelemeleri ve EDS analizleri, karışım bölgesinin alüminyumca zengin ve bakırca zengin yapıları içerdiğinigöstermiştir. Kaynak bölgesinin XRD incelemelerinde, AlCu, Al2Cu3, AlCu4 ve Al4Cu9 metaller arasıbileşiklerin varlığı tespit edilmiştir. İmaj analiz programıyla bakırca zengin fazların karışım bölgesindekihacimsel oranının yaklaşık %32 olduğu hesaplanmıştır. Çekme testi sonuçları, Cu/Al-1050 birleştirmesininçekme mukavemetinin Cu ana metalinkinden %50, Al-1050 ana metalinkinden ise %24 düşük olduğunugöstermiştir. Mikrosertlik ölçümlerinde ise, karışım bölgesindeki sertliklerin ana metallere göre arttığı ve 74–280HV arasında değiştiği görülmüştür.

Anahtar Kelimeler

• Sürtünme karıştırma kaynağı, Cu/Al-1050 alın birleştirmesi, mikroyapı karakterizasyonu, mekanik özellikler

Kaynakça

1. Ouyang, J., Yarrapareddy, E., Kovacevic, R.,
2. “Microstructural Evolution in the Friction Stir
3. Welded 6061 Aluminum Alloy (T6-Temper
4. Condition) to Copper”, J Mater Process Tech,
5. Cilt 172, No 1, 110-122, 2006.
6. Vaidya, W.V., Horstmann, M., Ventzke, V.,
7. Petrovski, B., Kocak, M., Kocik, R., Tempus, G.,
8. “Structure-Property Investigations on a Laser

9. Beam Welded Dissimilar Joint of Aluminium
10. AA6056 and Titanium Ti6Al4V for Aeronautical
11. Applications Part I: Local Gradients in
12. Microstructure, Hardness and Strength”, Matwiss
13. u Werkstofftech, Cilt 40, No 8, 623-633,
14. -
15. Soundararajan, V., Thermo-mechanical and
16. Microstructural Issues in Joining Similar and
17. Dissimilar Metals by Friction Stir Welding,
18. Doktora Tezi, Southern Methodist University,
19. -
20. Barlas, Z., Sürtünme Karıştırma Kaynak
21. Yöntemiyle Birleştirilen Cu ile CuZn37
22. Levhaların Mekanik ve Mikroyapı Özellikleri,
23. Doktora Tezi, Sakarya Üniversitesi, Fen Bilimleri
24. Enstitüsü, 2009.
25. ASM Handbook, Welding, Brazing, and
26. Soldering, vol. 6, Editör: Baker, H., ASM
27. International, A.B.D., 1997.
28. Wagner, F., Zerner, I., Kreimeyer M., and
29. Sepold, G., “Characterization and properties of
30. dissimilar metal combinations of Fe/Al and
31. Ti/Al-sheet materials”, International Congress
32. on Applications of Lasers & Electro-Optics,
33. Florida, A.B.D., 1301-1310, 2001.
34. Russell, A.M., Lee, K.L., Structure-Property
35. Relations in Nonferrous Metals, John Wiley &
36. Sons, Inc., Publication, A.B.D., 2005.
37. Veerkamp, W.E., “Copper-to-Aluminum
38. Transitions in High DC Bus System”, IEEE
39. Trans Indust Appl, Cilt 33, No 4, 1027-1034,
40. -
41. Lee, W.B., Bang, K.S., Jung, S.B., “Effects of
42. Intermetallic Compound on the Electrical and
43. Mechanical Properties of Friction Welded Cu-Al
44. Bimetallic Joints During Annealing”, J Alloy
45. Compd, Cilt 390, No 1-2, 212-219, 2005.
46. Ochi, H., Yamamoto, Y., Ogawa, K., Tsujino, R.,
47. Sawai, T., “Evaluation of Tensile Strength of
48. Friction-Welded Joints of Aluminium to
49. Copper”, Mater Forum, Cilt 28, 598-603, 2004.
50. Tsujino, J., Ueoka, T., “Ultrasonic Butt Welding
51. of Aluminum, Anticorrosive Aluminum and
52. Copper Plate Specimens”, Proceeding IEEE
53. Ultrasonics Symposium, New York,
54. A.B.D., 493-496, 1988.
55. Ay, İ., Çelik, S., Çelik, İ., “Comparison of
56. Properties of Friction and Diffusion Welded
57. Joints Made Between the Pure Aluminium and
58. Copper Bars”, BAÜ Fen Bilimleri Enstitüsü
59. Dergisi, Cilt 1, No 2, 88-102, 1999.
60. Enjo, T., Ikeuchi, K., Akikawa, N., “Diffusion
61. Welding of Copper to Aluminum”, Transactions
62. of the Japan Welding Society, Cilt 8, No 1, 77-
63. , 1977.
64. Pinto, M.A., Cheung, N., Ierardi, M.C., Garcia,
65. A., “Microstructural and Hardness Investigation
66. of an Aluminum-Copper Alloy Processed by
67. Laser Surface Melting”, Mater Charact, Cilt 50,
68. No 2-3, 249-253, 2003.
69. Mishra, R.S., Ma, Z.Y., “Friction Stir Welding
70. and Processing”, Mater Sci Eng R, Cilt 50, No
71. -2, 1-78, 2005.
72. Kimapong, K., Watanabe, T., “Friction Stir
73. Welding of Aluminium Alloy to Steel”, Weld J,
74. Cilt 83, No 10, 277-282, 2004.
75. Somasekharan, A.C., Murr L.E., “Microstructures
76. in Friction-Stir Welded Dissimilar Magnesium
77. Alloys and Magnesium Alloys to 6061-T6
78. Aluminum Alloy”, Mater Charact, Cilt 52, No
79. , 49-64, 2004.
80. Uzun, H., Dalle Donne, C., Argagnotto, A.,
81. Ghidini, T., Gambaro, C., “Friction Stir Welding
82. of Dissimilar Al 6013-T4 to X5CrNi18-10
83. Stainless Steel”, Mater Design, Cilt 26, No 1,
84. -46, 2005.
85. Meran, C., Kovan, V., “Microstructure and
86. Mechanical Properties of Friction Stir Butt
87. Welded Dissimilar Copper/Brass Joints”, Matwiss
88. u Werkstofftech, Cilt 39, No 8, 521-530,
89. -
90. Barlas, Z., Uzun, H., “Microstructure and
91. Mechanical Properties of Friction Stir Butt
92. Welded Dissimilar Cu/CuZn30 Sheets”, J Achiev
93. Mater Manuf Eng, Cilt 30, No 2, 182-186,
94. -
95. Barlas, Z., Uzun, H., “Microstructure and
96. Mechanical Properties of Friction Stir Butt
97. Welded Dissimilar Pure Copper/Brass Alloy
98. Plates”, Int J Mater Res, Cilt 101, No 6, 801-
99. , 2010.
100. Elrefaey, A., Takahashi, M., Ikeuchi, K.,
101. “Microstructure of Aluminum/Copper Lap Joint
102. by Friction Stir Welding and Its Performance”, J
103. High Temp Soc, Cilt 30, No 5, 286-292, 2004.
104. Abdollah-Zadeh, A., Saeid, T., Sazgari, B.,
105. “Microstructural and Mechanical Properties of
106. Friction Stir Welded Aluminum/Copper Lap
107. Joints”, J Alloy Compd, Cilt 460, No 1-2, 535-
108. , 2008.
109. Saeid, T., Abdollah-Zadeh, A., Sazgari, B.,
110. “Weldability and Mechanical Properties of
111. Dissimilar Aluminum-Copper Lap Joints Made
112. by Friction Stir Welding”, J Alloy Compd, Cilt
113. , No 1-2, 652-655, 2010.
114. Murr, L.E., Li, Y., Flores, R.D., Trillo, E.A.,
115. McClure, J.C., “Intercalation Vortices and
116. Related Microstructural Features in the Friction-
117. Stir Welding of Dissimilar Metals”, Mat Res
118. Innovat, Cilt 2, No 3, 150-163, 1998.
119. Okamura, H., and Aota, K., “Joining of
120. Dissimilar Materials with Friction Stir Welding”,
121. Weld J, Cilt 18, No 11, 852-860, 2004.
122. Liu, P., Shi, Q., Wang, W., Wang, X., Zhang, Z.,
123. “Microstructure and XRD Analysis of FSW
124. Joints for Copper T2/Aluminium 5A06
125. Dissimilar Materials”, Mater Lett, Cilt 62, No
126. , 4106-4108, 2008.
127. Black, J.T., Ronald, A.K., DeGarmo’s Materials
128. & Processes in Manufacturing, John Wiley &
129. Sons, Inc., Publication, A.B.D., 2008.
130. Groover, M.P., Fundamentals of Modern
131. Manufacturing, John Wiley & Sons, Inc.,
132. Publication, A.B.D., 2007.