Otomotiv endüstrisi sac mamullerin üretiminde öncü olmaktadır ve ticari olarak üretilen çift-fazlı çeliklerin büyük çoğunluğu bu sektörde kullanılmaktadır. Bu, genel olarak daha ince saclar kullanılarak ağırlıkta azalma sağlamalarına ve eşdeğer çekme mukavemetine sahip diğer kalite saclara nazaran daha iyi biçimlenebilme özelliğine sahip olmalarına bağlıdır. Tampon takviyeleri, tekerlekler, kriko destekleri, alternatör fanları, iç ve dış kapı panelleri çift-fazlı çeliklerden üretilen otomotiv parçalarına örnektir. Tablo 3.2’de çift-fazlı çeliklerin uygulamaları ile ilgili örnekler verilmiştir.
Isıtma Tavlama Gaz-jet soğutma M er da ne li so ğu tm a
Aşırı yaşlandırma Gaz-jet Son soğutma Sı ca kl ık ( O C) Zaman
30
Tablo 3.2. Çift-fazlı çeliklerin uygulamaları (Arıkan, 2001).
Üretici Firma Uygulama Alanları
General Motors Tekerlek diskleri ve jantları
Tampon takviyeleri, yüzey çubukları, Kriko destekleri
Su pompası makaraları Direksiyon kaplin takviyeleri Hoesch-Estel Tekerlek diskleri
Fren levhası desteği (Girling) Inland Steel Kapı panelleri, bagaj kapakları,
Merkez direkleri, rüzgârlık çerçeveleri, tekerlek teşkilatı Jones and
Laughlin Tampon yüzey çubukları, tampon takviyeleri, arka süspansiyon, tekerlekler, alternatör fan pervaneleri, direksiyon mili takviyeleri Kawasaki Stilli tekerlek diskleri
Kapı ve kaput panelleri ve çamurluklar
Nippon Steel Tampon durdurma/yan kapı darbe çubukları, çerçeve bölümleri NKK Dış ve iç paneller, kapı, kiriş ve tampon takviyeleri
Sumitomo Metal
Industries Ltd. Dış oto gövdesi panelleri Teksid Acciai Stilli tekerlek diskleri
US Steel Araba, kamyon, otobüs, çiftlik ekipmanı, endüstriyel kullanım ünitelerindeki parçalar, ağır konstrüksiyon üniteleri
Çift-fazlı çelikler 1970’lerden beri ticari üretimde olmasına rağmen, bu tarihe kadar büyük ölçekte uygulama bulmada başarısızlığa uğramıştır. Bu çeliklerin yığın tavlama ile üretimi, pahalı ve özelliklerde tabiatında var olan değişikliklere maruz yüksek manganlı bileşimlerin kullanımını gerektirir. Çift-fazlı çeliklerin haddelenmiş haldeki versiyonları pahalı ilaveler problemiyle karşı karşıya kalır fakat sıcak haddeleme sırasında yüksek derecede bir kontrol ihtiyacı ile birleşmiştir. Sürekli tavlama şu anda zayıf alaşım kalitelerinin üretimi için en büyük potansiyeli sunmasına rağmen, bu teçhizata yatırım yüksek sermaye masraflarından dolayı sınırlandırılmıştır. Bununla beraber, çapraz flux indüksiyonu (TFX) ısıtmasının kullanımındaki son gelişmeler çift-fazlı çeliklerin üretimi için daha büyük fırsat sağlayabilir. TFX prosesinde manyetik flux, geleneksel indüksiyon prosesindeki durumdan farklı olarak akımın şerit düzleminde etkili bir şekilde indüklendiği gibidir. Bu yüzden TFX, şimdiki sürekli tavlama teçhizatları üzerine düşük sermaye
maliyeti, enerji verimliliği, esneklik ve az yer ihtiyaçları gibi potansiyel avantajlar sunar.
İçeri göçmenin önlenmesi yüksek akma mukavemetli çeliklerle sağlanabilen pekiştirmeyi gerektirir. Yolcu kabininin korunmasıyla ilgili parçalar, düşük şekil esnekliği ihtiyaçları ile dizayn edilebilir (Erdem, 2003). Geniş bir yelpazede yüksek mukavemetli çelik çeşitleri mevcuttur ve Avrupa’daki ihtiyaçlar çok hızlı artmaktadır. Yüksek pasif emniyet ve düşük gövde ağırlığının çarpışma ihtiyaçları, rekabetçi bir maliyette 450 MPa’dan yaklaşık 1500 MPa’a kadar değişen çekme mukavemetleri olan yüksek ve çok yüksek mukavemetli yeni bir neslin girmesine yol açmıştır (Şekil 3.15).
BÖLÜM 4. KAYNAKLI BİRLEŞTİRME TEKNİKLERİ
4.1. Giriş
Metalleri birleştirmede en çok kullanılan yöntemlerden biri olan kaynak, erime aralıkları birbirinin aynı yada birbirine yakın iki yada daha fazla metalik yada termoplastik parçayı ısı, basınç veya her ikisini bir arada kullanarak aynı türden bir malzeme katarak veya katmadan birleştirmektir. Metallerin kaynak yöntemleri, uygulanan enerjinin şiddeti ve türüne göre eritme kaynağı, basınç kaynağı, soğuk basınç kaynağı olarak sınıflandırılabilir (Anık, 1983; Anık, 1991). Doğru uygulama yapıldığında kaynak dikişinin mukavemeti en az kaynatılan malzemeler kadardır. Genelde ısı kaynağı üretmede elektrik arkı, Oksi-asetilen gaz karışımının yakılması, elektrik direnci, kimyasal maddeler (termit), elektron demeti veya lazer ışını kullanılır. Kaynak tekniği, pek çok bilimsel ve teknik disiplinleri içerisine alan orijinal bir düşünce üzerine kurulmuştur. Gelişmesi, uygulayıcıların edindikleri yeni bilgileri, karşılaştıkları yeni problemlere uygulamaları sonucu oluşmuştur (Anık, 1983).
Bugün çok sayıda birleştirme tekniği vardır ve günümüzdeki sorun birleştirmenin nasıl yapılacağı değil, en iyi birleştirme yönteminin nasıl seçileceğidir. Bronz çağı insanı birleştirme yöntemi olarak sadece kama kullanma veya deri şeritle bağlama arasında seçim yapmak zorunda iken, günümüzde bir tasarım mühendisi, aynı derecede uygun dört veya beş değişik birleştirme tekniğinin olduğu durumlarla kolaylıkla karşılaşılabilir. Her yöntemin kendine has özellikleri vardır ve en uygun seçim için birçok hususun değerlendirilmesi gerekir. Mukavemet, üretim kolaylığı, maliyet, ömür, korozyon dayanımı ve görünüş gibi faktörlerin göreceli önemi büyük ölçüde göz önüne alınan uygulamaya bağlıdır.
Yüksek kaliteli bir kaynaklı birleşim oluşturmak için: a) Yeterli ısı ve/veya basınç üretimi
b) Metalin korunma veya temizlenmesi için bir ortam ve c) Zararlı metalürjik etkilerden kaçınmak gerekir.
Günümüzde gemi inşasında perçin ve diğer elemanlarla oluşturulan birleştirmelerin yerini kaynaklı bağlantılar almıştır. Kaynaklı bağlantılar doğal olarak çok daha iyi sızdırmazlık sağlarlar. Kaynak tekniği üç amaca yönelik olarak uygulanmaktadır: a) imalat amaçlı, b) tamir amaçlı, c) yüzey kaplama amaçlıdır.
Bir imalat yöntemi olarak kaynak tekniği diğer imalat yöntemlerine kıyasla çok daha fazla önem taşımaktadır. Boru hatları, 100.000 tonluk dev süper tankerler, petrol platformları gibi hemen hemen bütün prodüksiyonlarda kaynak vazgeçilemez konumdadır ve bu ürünlerin temel imalat yöntemini teşkil etmektedir. Ülkemizde özellikle oksi-asetilen ve elektrik ark kaynak yöntemleri büyük oranlarda kullanılmakla birlikte gelişmiş modern kaynak yöntemlerinin kullanımı her geçen gün artmaktadır (Anık, 1983).
Kaynak yönteminin ve kullanılacak dolgu metalinin seçimi, kaynatılacak malzemeye, kaynak pozisyon sınırlamalarına, işin sırasına ve düzenine, araçların portatifliğine geniş ölçüde bağlıdır. Kaynakla birleştirme yöntemlerinin pek çok kuruluşlarca kalite kontrolleri istenir. Her tersanenin içinde normal olarak kullanılan kaynak yönteminin onaylanması için gerekli deneylerin yapılması klaslama kuruluşlarınca istenir.