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

Yıl 2010, Cilt: 25 Sayı: 4, 0 - , 19.02.2013

Zafer Barlas Hüseyin Uzun

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

• Ouyang, J., Yarrapareddy, E., Kovacevic, R.,
• “Microstructural Evolution in the Friction Stir
• Welded 6061 Aluminum Alloy (T6-Temper
• Condition) to Copper”, J Mater Process Tech,
• Cilt 172, No 1, 110-122, 2006.
• Vaidya, W.V., Horstmann, M., Ventzke, V.,
• Petrovski, B., Kocak, M., Kocik, R., Tempus, G.,
• “Structure-Property Investigations on a Laser
• Beam Welded Dissimilar Joint of Aluminium
• AA6056 and Titanium Ti6Al4V for Aeronautical
• Applications Part I: Local Gradients in
• Microstructure, Hardness and Strength”, Matwiss
• u Werkstofftech, Cilt 40, No 8, 623-633,
• -
• Soundararajan, V., Thermo-mechanical and
• Microstructural Issues in Joining Similar and
• Dissimilar Metals by Friction Stir Welding,
• Doktora Tezi, Southern Methodist University,
• -
• Barlas, Z., Sürtünme Karıştırma Kaynak
• Yöntemiyle Birleştirilen Cu ile CuZn37
• Levhaların Mekanik ve Mikroyapı Özellikleri,
• Doktora Tezi, Sakarya Üniversitesi, Fen Bilimleri
• Enstitüsü, 2009.
• ASM Handbook, Welding, Brazing, and
• Soldering, vol. 6, Editör: Baker, H., ASM
• International, A.B.D., 1997.
• Wagner, F., Zerner, I., Kreimeyer M., and
• Sepold, G., “Characterization and properties of
• dissimilar metal combinations of Fe/Al and
• Ti/Al-sheet materials”, International Congress
• on Applications of Lasers & Electro-Optics,
• Florida, A.B.D., 1301-1310, 2001.
• Russell, A.M., Lee, K.L., Structure-Property
• Relations in Nonferrous Metals, John Wiley &
• Sons, Inc., Publication, A.B.D., 2005.
• Veerkamp, W.E., “Copper-to-Aluminum
• Transitions in High DC Bus System”, IEEE
• Trans Indust Appl, Cilt 33, No 4, 1027-1034,
• -
• Lee, W.B., Bang, K.S., Jung, S.B., “Effects of
• Intermetallic Compound on the Electrical and
• Mechanical Properties of Friction Welded Cu-Al
• Bimetallic Joints During Annealing”, J Alloy
• Compd, Cilt 390, No 1-2, 212-219, 2005.
• Ochi, H., Yamamoto, Y., Ogawa, K., Tsujino, R.,
• Sawai, T., “Evaluation of Tensile Strength of
• Friction-Welded Joints of Aluminium to
• Copper”, Mater Forum, Cilt 28, 598-603, 2004.
• Tsujino, J., Ueoka, T., “Ultrasonic Butt Welding
• of Aluminum, Anticorrosive Aluminum and
• Copper Plate Specimens”, Proceeding IEEE
• Ultrasonics Symposium, New York,
• A.B.D., 493-496, 1988.
• Ay, İ., Çelik, S., Çelik, İ., “Comparison of
• Properties of Friction and Diffusion Welded
• Joints Made Between the Pure Aluminium and
• Copper Bars”, BAÜ Fen Bilimleri Enstitüsü
• Dergisi, Cilt 1, No 2, 88-102, 1999.
• Enjo, T., Ikeuchi, K., Akikawa, N., “Diffusion
• Welding of Copper to Aluminum”, Transactions
• of the Japan Welding Society, Cilt 8, No 1, 77-
• , 1977.
• Pinto, M.A., Cheung, N., Ierardi, M.C., Garcia,
• A., “Microstructural and Hardness Investigation
• of an Aluminum-Copper Alloy Processed by
• Laser Surface Melting”, Mater Charact, Cilt 50,
• No 2-3, 249-253, 2003.
• Mishra, R.S., Ma, Z.Y., “Friction Stir Welding
• and Processing”, Mater Sci Eng R, Cilt 50, No
• -2, 1-78, 2005.
• Kimapong, K., Watanabe, T., “Friction Stir
• Welding of Aluminium Alloy to Steel”, Weld J,
• Cilt 83, No 10, 277-282, 2004.
• Somasekharan, A.C., Murr L.E., “Microstructures
• in Friction-Stir Welded Dissimilar Magnesium
• Alloys and Magnesium Alloys to 6061-T6
• Aluminum Alloy”, Mater Charact, Cilt 52, No
• , 49-64, 2004.
• Uzun, H., Dalle Donne, C., Argagnotto, A.,
• Ghidini, T., Gambaro, C., “Friction Stir Welding
• of Dissimilar Al 6013-T4 to X5CrNi18-10
• Stainless Steel”, Mater Design, Cilt 26, No 1,
• -46, 2005.
• Meran, C., Kovan, V., “Microstructure and
• Mechanical Properties of Friction Stir Butt
• Welded Dissimilar Copper/Brass Joints”, Matwiss
• u Werkstofftech, Cilt 39, No 8, 521-530,
• -
• Barlas, Z., Uzun, H., “Microstructure and
• Mechanical Properties of Friction Stir Butt
• Welded Dissimilar Cu/CuZn30 Sheets”, J Achiev
• Mater Manuf Eng, Cilt 30, No 2, 182-186,
• -
• Barlas, Z., Uzun, H., “Microstructure and
• Mechanical Properties of Friction Stir Butt
• Welded Dissimilar Pure Copper/Brass Alloy
• Plates”, Int J Mater Res, Cilt 101, No 6, 801-
• , 2010.
• Elrefaey, A., Takahashi, M., Ikeuchi, K.,
• “Microstructure of Aluminum/Copper Lap Joint
• by Friction Stir Welding and Its Performance”, J
• High Temp Soc, Cilt 30, No 5, 286-292, 2004.
• Abdollah-Zadeh, A., Saeid, T., Sazgari, B.,
• “Microstructural and Mechanical Properties of
• Friction Stir Welded Aluminum/Copper Lap
• Joints”, J Alloy Compd, Cilt 460, No 1-2, 535-
• , 2008.
• Saeid, T., Abdollah-Zadeh, A., Sazgari, B.,
• “Weldability and Mechanical Properties of
• Dissimilar Aluminum-Copper Lap Joints Made
• by Friction Stir Welding”, J Alloy Compd, Cilt
• , No 1-2, 652-655, 2010.
• Murr, L.E., Li, Y., Flores, R.D., Trillo, E.A.,
• McClure, J.C., “Intercalation Vortices and
• Related Microstructural Features in the Friction-
• Stir Welding of Dissimilar Metals”, Mat Res
• Innovat, Cilt 2, No 3, 150-163, 1998.
• Okamura, H., and Aota, K., “Joining of
• Dissimilar Materials with Friction Stir Welding”,
• Weld J, Cilt 18, No 11, 852-860, 2004.
• Liu, P., Shi, Q., Wang, W., Wang, X., Zhang, Z.,
• “Microstructure and XRD Analysis of FSW
• Joints for Copper T2/Aluminium 5A06
• Dissimilar Materials”, Mater Lett, Cilt 62, No
• , 4106-4108, 2008.
• Black, J.T., Ronald, A.K., DeGarmo’s Materials
• & Processes in Manufacturing, John Wiley &
• Sons, Inc., Publication, A.B.D., 2008.
• Groover, M.P., Fundamentals of Modern
• Manufacturing, John Wiley & Sons, Inc.,
• Publication, A.B.D., 2007.