AA5754-H22 VE AA2024-T3 LEVHALARIN ZN ARA TABAKA KULLANARAK SÜRTÜNME KARIŞTIRMA EKSTRÜZYON LEHİMLEME YÖNTEMİYLE BİRLEŞTİRİLMESİ

Yıl 2023, Cilt: 64 Sayı: 711, 211 - 227, 10.07.2023

Neslişah Kurnaz , Berna Salvazlıoğlu , Yahya Bozkurt

https://doi.org/10.46399/muhendismakina.1157130

Öz

Günümüzde savunma, havacılık ve uzay sanayinde, otomobil sanayiinde ve çeşitli endüstriyel alanlarda alüminyum alaşımları imalatı büyük önem kazanmıştır. Üretim aşamasında alüminyum malzemelerin birleştirilmesinde kullanılan ergitmeli kaynak yöntemleri problemli ve zordur. Ayrıca, bu alaşımların birbirine benzemeyen metaller ile birleştirilmesinde geleneksel birleştirme yöntemleri katı hal kaynak yöntemleri kadar cevap verememektedir. Alüminyum alaşımlarının düşük yoğunluk, iyi tokluk, kolay şekillendirilebilme, yüksek mekanik özelliklere sahip olması ve hafifliği, işlenebilirliği, yüksek korozyon direnci, yüksek dayanıma sahip olması gibi özelliklerinden dolayı alüminyum alaşımlarının bileştirme tekniklerinde katı hal kaynak yöntemleri önemli bir husustur. Son yıllarda ön planda olan Sürtünme Karıştırma Kaynağı ve Sürtünme Karıştırma Nokta Kaynağının yanı sıra Sürtünme karıştırma ekstrüzyon lehimleme yöntemi güncel kaynak yöntemleri arasına girmiştir. Bu çalışmada, takım ilerleme hızı sabit tutulup bekleme süresi değiştirilerek AA2024-T3/Zn/AA5754-H22 alüminyum alaşımlı levhalar ve ara katman olarak çinko metalleri kullanılarak SKEL yöntemiyle birleştirme yapılmıştır. SKEL yöntemi ile yapılan birleştirmelerde takım ilerleme hızının, karıştırıcı ucun dönme hızının ve takım bekleme süresinin mekanik davranışlar üzerine olan etkisini tespit etmek amacıyla; çekme testi, mikrosertlik testi ve mikroyapı analizleri yapılmıştır. Deneysel çalışmalar sonucunda takım bekleme süresinin artmasıyla mekanik özelliklerde artış elde edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

Alüminyum, Çinko, Ekstrüzyon, Lehimleme, Sürtünme Karıştırma Ekstrüzyon

Teşekkür

Bu çalışma, TÜBİTAK Bilim İnsanı Destek Programları Başkanlığı tarafından 2209-A Üniversite Öğrencileri Araştırma Projeleri Destekleme Programı kapsamında desteklenmiştir. Bu kapsamda, TÜBİTAK Bilim İnsanı Destek Programları Başkanlığına teşekkür ederiz.

JOİNİNG OF AA5754-H22 AND AA2024-T3 PLATES BY FRİCTİON STİR EXTRUSİON BRAZİNG METHOD USİNG ZN INTERLAYER

Öz

Today, the production of aluminum alloys has gained great importance in the defense, aviation and space industry, automobile industry and various industrial areas. Fusion welding methods used in joining aluminum materials during production are problematic and difficult. In addition, conventional joining methods are not as successful as solid state welding methods in dissimilar joining these alloys with other metals. Solid state welding methods are an important issue in the joining techniques of aluminum alloys due to their low density, good toughness, easy formability, high mechanical properties and light weight, machinability, high corrosion resistance and high strength. In addition to Friction Stir Welding and Friction Stir Spot Welding, which have been at the forefront in recent years, Friction Stir Extrusion Brazing (FSEB) has become one of the current welding methods. In this study, FSEB method was performed using AA2024-T3/Zn/AA5754-H22 aluminum alloy sheets and zinc metals as interlayer by keeping the tool feed rate constant and changing the waiting time. In order to determine the effect of tool feed speed, rotating speed of the mixer tip and tool waiting time on mechanical behavior in the joints made with the FSEB method; tensile test, microhardness test and microstructure analyzes were performed. As a result of the experimental studies, an increase in the mechanical properties was obtained with the increase of the tool waiting time.

Anahtar Kelimeler

Aluminum, Zinc, Extrusion, Brazing, Friction Stir Extrusion

Kaynakça

• American National Standards Institute (2019), AWS C1.1M /C.1:2019 An American National Standard American Welding Society, Baskı:6.
• Başer, T. A. (2012), Alüminyum Alaşımları ve Otomotiv Endüstrisinde Kullanımı, Mühendis ve Makina, 53 (635), 51-58.
• Bilgin, M., Karabulut, Ş. Ve Özdemir, A. (2017), Alüminyum Magnezyum Alaşımlarının Sürtünme Karıştırma Kaynağı ile Kaynak Edilebilirliğinin Değerlendirilmesi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, GU J Sci, Part C, 5 (2), 191-209.
• Bozkurt, Y., Salman, S. Ve Çam, G. (2013), Effect of welding parameters on lap shear tensile properties of dissimilar friction stir spot welded AA 5754-H22/2024-T3 joints, Sci. Technol. Weld. Join., 18(4), 337-345. Doi: https://doi.org/10.1179/1362171813Y.0000000111
• Boz, M. Ve Kurt, A. (2004), The Influence of Stirrer Geometry on Bonding and Mechanical Properties in Friction Stir Welding Process, Materials and Design, 25, 343-347. Doi: https://doi.org/10.1016/j.matdes.2003.11.005
• Çevik, B., Özçatalbaş, Y. Ve Uygur, İ., (2012), 7075 Alüminyum Alaşımının Sürtünme Karıştırma Kaynağı ile Birleştirilmesi, International Conference on Welding Technologies and Exhibition 23-25 May 2012, Ankara, Turkey.
• Doğan, S. (2006), AA 5754-H22 Alüminyum Alaşımının Sürtünme Karıştırma Kaynağında İşlem Parametrelerinin Mikroyapı ve Mekanik Özelliklere Etkileri, Yüksek Lisans Tezi, Osmangazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Metalurji Mühendisliği Anabilim Dalı, Eskişehir.
• Günerhan, A. (2021), Havacılıkta Kullanılan AA2024-T3 Alüminyum Alaşımının Lazer İle Yüzey Özelliklerinin Değiştirilmesi, Yüksek Lisans Tezi, Kocaeli Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Havacılık Bilimi ve Teknolojileri Anabilim Dalı, Kocaeli.
• Haiyan, Z. & Mehta, K.P. (2020), Effect Of Materials Positioning On Dissimilar Modified Friction Stir Clinching Between Aluminum 5754-O And 2024-T3 Sheets, Vacuum, 178, 109445. Doi: https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2020.109445
• İpekoğlu G., Akçam Ö., ve Çam G., (2018), Farklı kalınlıktaki AA6061-T6 levhaların sürtünme karıştırma kaynağı için uygun kaynak parametrelerinin belirlenmesi, Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, 18(1), 324-335.
• Lathabai, S., Painter, M. J., Cantin, G. M. D., & Tyagi, V. K., (2006), Friction spot joining of an extruded Al-Mg-Si alloy, Scripta Materialia, 55, 899-902. Doi: https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2006.07.046
• Paidar, M., Ashraff Ali, K.S., Mohanavel, V., Mehrez S., Ravichandran M. & Ojo O.O. (2021), Weldability And Mechanical Properties Of AA5083-H112 Aluminum Alloy And Pure Copper Dissimilar Friction Spot Extrusion Welding-Brazing, Vacuum, 187, 110080. Doi: https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2021.110080
• Paidar, M., Bokov, D., Mehrez, S., Nasution, M.K.M., Ojo, O.O. & Zain, A.M. (2022), The influence of the backing plate materials on microstructure and mechanical properties of friction spot extrusion brazing of AA2024-T3 aluminum alloy and Brass sheets, Journal of Manufacturing Processes, 74, 28-39. Doi: https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2021.12.002
• Sarsılmaz, F. Ve Özdemir, N. (2008), AA1050/AA6061 Alüminyum Alaşım Çiftinin Sürtünme Karıştırma Kaynağında Karıştırıcı Uç Profillerinin Mekanik Özellikler Üzerine Etkisi, Doğu Anadolu Bölgesi Araştırmaları.
• Sınmazışık G. (1998), Metal Alaşımlarının Örtülü Lehim Yöntemi İle Birleştirilmesinde Kullanılan Değişik Revetmanların Lehim Hassasiyetine Etkileri Üzerine Araştırmalar, Doktora Tezi, İstanbul Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü, Protetik Diş Tedavisi Anabilim Dalı, İstanbul.
• Şık, A., Ertürk, İ. ve Önder, M. (2010), AA2024 Alüminyum Alaşımının Sürtünme Karıştırma Kaynağında Farklı Parametrelerin Mekanik Özelliklere Etkisinin İncelenmesi, Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 16 (2), 139-147.
• Turbalıoğlu, K., İkiz Merdaneli Sürekli Döküm Tekniği ile AA5754 Malzeme Üretimi, Teknik Alüminyum San. A.Ş., İstanbul.