Bu bölümde, SKK yöntemi ile 22 mm/dak sabit kaynak h nda ve 400, 600, 800, 1000 dev/dak tak m dönme h zlar nda birle tirilen Cu ve CuZn37 levhalar n, kaynak ras nda artan s cakl k ve plastik deformasyonun etkisi sonucu meydana gelen kaynak bölgelerindeki makroyap özellikleri incelenmi tir.
Birle tirilen Cu ve CuZn37 levhalardan kaynak yönüne dik do rultuda al nan numune kesitlerindeki makroyap resimleri ekil 6.12 19’da gösterilmektedir. Makroyap resimleri, stereo mikroskopta, ×5 büyütmede numunelerin parçalar halinde dijital foto raflar n çekilmesi ve bunlar n birle tirilmesi sonucu elde edilmi tir. Bu makroyap resimlerinin yard yla, kaynak bölgelerindeki muhtemel kaynak hatalar n tespiti ve kaynak bölgelerini olu turan farkl özelliklere sahip mikroyap bölgelerinin s fland lmas yap lm r.
400, 600, 800/22 CuZn37/Cu ve Cu/CuZn37 birle tirmeleri ile 1000/22 CuZn37/Cu birle tirmesine ait makroyap lar incelendi inde bo luk, gözenek, tünel benzeri bo luk olu umu gibi kaynak hatalar tespit edilememi tir ( ekil 6.12 18). Ancak, istenilen niteliklerde bir birle tirmenin gerçekle tirilemedi i 1000/22 Cu/CuZn37 birle tirmesinde ise, tak n uygun olmayan dönme ve ilerleme hareketi sebebiyle omuz k sm na temas eden levha yüzeylerinde malzeme eksilmesi ile kaynak bölgesinde bo luk eklindeki hatalar belirlenmi tir ( ekil 6.19).
SKK s ras nda dönmekte olan tak m omuz k sm n Cu ve CuZn37 levha yüzeylerine temas etti i yerlerde, bir miktar malzemenin omuz kenarlar ndan d ar do ru ta narak çapak olu turdu u görülmektedir. Çapak olu umlar , özellikle birle tirmelerin ilerleme kenar nda daha belirgindir. Ayr ca, omuz k sm n levha yüzeylerinden girme derinli ine ba olarak baz birle tirmelerde omuz k sm n temas etti i yüzeyler alt nda kalan bölge kal nl klar n çok az bir miktarda (yakla k 0,02 0,03 mm) azald da tespit edilmi tir.
ekil 6.12. 400/22 CuZn37/Cu birle tirmesinin makroyap resmi ve farkl mikroyap bölgelerinin fland lmas ; (1) CuZn37 ana metal ( K), (2) CuZn37-ITAB, (3) KM, (4) Cu-ITAB, (5) Cu ana metal (YK)
ekil 6.13. 400/22 Cu/CuZn37 birle tirmesinin makroyap resmi ve farkl mikroyap bölgelerinin fland lmas ; (1) Cu ana metal ( K), (2) Cu-ITAB, (3) KM, (4) CuZn37-ITAB, (5) CuZn37 ana metal (YK)
ekil 6.14. 600/22 CuZn37/Cu birle tirmesinin makroyap resmi ve farkl mikroyap bölgelerinin fland lmas ; (1) CuZn37 ana metal ( K), (2) CuZn37-ITAB, (3) CuZn37-TMEB, (4) KM, (5) Cu-ITAB, (6) Cu ana metal (YK)
Tak m dönme yönü Cu (YK) CuZn37 ( K) (6) (5) (4) (3) (1) Kar uç ekseni Kaynak yönü 1 mm (2)
Tak m dönme yönü Cu (YK)
CuZn37 ( K) (5) (4) (3) (2) (1)
Kar uç ekseni
Kaynak yönü
1 mm
Çapak
Çapak
1 mm
Tak m dönme yönü CuZn37 (YK)
Cu ( K) (5) (4) (3) (2) (1)
Kar uç ekseni
Kaynak yönü
ekil 6.15. 600/22 Cu/CuZn37 birle tirmesinin makroyap resmi ve farkl mikroyap bölgelerinin fland lmas ; (1) Cu ana metal ( K), (2) Cu-ITAB, (3) KM, (4) TMEB, (5) CuZn37-ITAB, (6) CuZn37 ana metal (YK)
ekil 6.16. 800/22 CuZn37/Cu birle tirmesinin makroyap resmi ve farkl mikroyap bölgelerinin fland lmas ; (1) CuZn37 ana metal ( K), (2) CuZn37-ITAB, (3) CuZn37-TMEB, (4) KM, (5) Cu-ITAB, (6) Cu ana metal (YK)
ekil 6.17. 800/22 Cu/CuZn37 birle tirmesinin makroyap resmi ve farkl mikroyap bölgelerinin fland lmas ; (1) Cu ana metal ( K), (2) Cu-ITAB, (3) KM, (4) TMEB, (5) CuZn37-ITAB, (6) CuZn37 ana metal (YK)
1 mm
Tak m dönme yönü Cu (YK) CuZn37 ( K) (2) (3) (4) (5) (1) Kar uç ekseni Kaynak yönü (6) 1 mm
Tak m dönme yönü CuZn37 (YK) Cu ( K) (5) (4) (3) (2) (1) Kar uç ekseni Kaynak yönü (6) 1 mm
Tak m dönme yönü CuZn37 (YK) Cu ( K) (5) (4) (3) (2) (1) Kar uç ekseni Kaynak yönü (6) Çapak
ekil 6.18. 1000/22 CuZn37/Cu birle tirmesinin makroyap resmi ve farkl mikroyap bölgelerinin fland lmas ; (1) CuZn37 ana metal ( K), (2) CuZn37-ITAB, (3) CuZn37-TMEB, (4) KM, (5) Cu-ITAB, (6) Cu ana metal (YK)
ekil 6.19. 1000/22 Cu/CuZn37 birle tirmesinin makroyap resmi ve farkl mikroyap bölgelerinin fland lmas ; (1) Cu ana metal ( K), (2) Cu-ITAB, (3) KM, (4) CuZn37-ITAB, (5) CuZn37 ana metal (YK)
Farkl kaynak parametrelerinde gerçekle tirilen birle tirmelerde meydana gelen kaynak bölgeleri, da lama sonras rahatl kla görülebilmektedir. Bu kaynak bölgeleri genel olarak, alt k mlarda dar, tak m omuz k sm n temas etti i üst k mlarda ise daha geni leyen bir görünüm sergilemektedir.
Birle tirilen Cu ve CuZn37 levhalar n kaynak bölgelerinde mikroyap sal de imlerin oldu u belirlenmi tir. Farkl kaynak parametreleri kullan larak yap lan birle tirmelerde benzer mikroyap bölgeleri elde edilmesine ra men, levha konumlar n de tirilmesi, makroyap bölgelerinin de de mesine neden olmu tur. Dolay yla, CuZn37/Cu ve Cu/CuZn37 birle tirmelerinde genelde ortak mikroyap bölgeleri meydana gelmesine ra men, kar kl klara neden olmamak için levha
1 mm
Tak m dönme yönü CuZn37 (YK) Cu ( K) (5) (4) (3) (2) (1) Kar uç ekseni Kaynak yönü Bo luk Bo luk Malzeme eksilmesi 1 mm
Tak m dönme yönü Cu (YK) CuZn37 ( K) (2) (3) (4) (5) (1) Kar uç ekseni Kaynak yönü (6) Çapak
konumlar dikkate al narak kaynak bölgelerinin tan mlamalar yap lm r. Da lama reaktifi ile tespit edilebilen bu mikroyap bölgeleri a daki gibi tan mlanm r.
CuZn37/Cu birle tirmelerinin kaynak bölgelerindeki mikroyap bölgeleri;
- CuZn37 ana metal: Birle tirme s ras ndaki ve deformasyondan etkilenmeyerek mikroyap n de medi i, kayna n ilerleme kenar nda olan bölgedir.
- CuZn37-ITAB: Maruz kald etkisi sonucu, CuZn37 ana metale göre daha iri tane yap na sahip olan, kayna n ilerleme kenar ndaki bölgedir.
- CuZn37-TMEB: Is ve deformasyon etkisiyle yön de tirerek uzam tane yap na sahip olan ve CuZn37 levha taraf nda meydana gelen termo-mekanik olarak etkilenmi bölgedir.
- KM: Yüksek ve yo un plastik deformasyonun etkisi alt nda kalan ve Cu ile CuZn37 malzemelerin kar ndan meydana gelen, yeniden kristalle mi ince tane yap na sahip olan bölgedir.
- Cu-ITAB: Y ma kenar na sabitlenen Cu levha taraf nda meydana gelen ve Cu ana metale göre daha iri tane yap na sahip olan tesiri alt ndaki bölgedir.
- Cu ana metal: Birle tirme s ras ndaki ve deformasyondan etkilenmeyerek mikroyap n de medi i, kayna n y ma kenar nda kalan bölgedir.
Cu/CuZn37 birle tirmelerinin kaynak bölgelerindeki mikroyap bölgeleri;
- Cu ana metal: Birle tirme s ras nda, ve deformasyondan etkilenmeyerek mikroyap n de medi i, kayna n ilerleme kenar nda olan bölgedir.
- Cu-ITAB: lerleme kenar na yerle tirilen Cu levha taraf nda meydana gelen ve Cu ana metale göre daha iri tane yap na sahip olan tesiri alt ndaki bölgedir.
- KM: Yüksek ve yo un plastik deformasyon etkisi sonucunda Cu ve CuZn37 malzemelerinin kar ndan meydana gelen, yeniden kristalle mi ince tane yap na sahip olan bölgedir.
- CuZn37-TMEB: Is ve plastik deformasyon etkisiyle sahip oldu u tanelerin yön de tirerek uzad , kayna n y ma kenar ndaki termo-mekanik olarak etkilenmi bölgedir.
- CuZn37-ITAB: Kaynak s ras ndaki n etkisi alt nda kalan ve CuZn37 ana metale göre daha iri tane yap na sahip, kayna n y ma kenar nda bulunan bölgedir.
- CuZn37 ana metal: Is ve deformasyondan etkilenmedi i için mikroyap n de medi i, kayna n y ma kenar nda olan bölgedir.
Makroyap incelemeleri sonucunda birle tirmelere ait mikroyap bölgelerinin, tak m dönme h na ve birle tirilen Cu ve CuZn37 levha konumlar na göre farkl klar gösterdi i tespit edilmi tir. Örne in; en dü ük tak m dönme h na sahip 400/22 CuZn37/Cu ve 400/22 Cu/CuZn37 birle tirmelerinin ne ilerleme ne de y ma kenar nda, plastik deformasyon sonucu yön de tirerek uzam tanelerin olu turdu u TMEB mikroyap bölgesinin meydana gelmedi i görülmü tür. Di er birle tirmelerin gerek ilerleme gerekse y ma kenar ndaki CuZn37 levha taraf nda ise TMEB yap n olu tu u tespit edilmi tir. Bununla birlikte, bütün birle tirmelerin ilerleme ve y ma kenarlar na sabitlenen Cu levhalarda TMEB yap n olu mad da görülmü tür.
Cu ve CuZn37 levhalar n tak m dönme-ilerleme yönüne göre olan konumlar n (ilerleme ve y ma kenar ), KM mikroyap özelliklerinin yan s ra, KM geometrik eklinin de mesine sebep oldu u belirlenmi tir. Örne in; 400/22 Cu/CuZn37 ve 800/22 Cu/CuZn37 birle tirmelerinin KM’leri ile 400/22 CuZn37/Cu ve 800/22 CuZn37/Cu birle tirmelerinin KM’leri kar la ld nda, CuZn37 levhan n ilerleme kenar na sabitlendi i durumda, daha karma k bir KM mikroyap ve geometrik ekli meydana gelmi tir. Bu tarzdaki karma k KM’de, kar uç ve omuz
sm n dönme hareketi ile Cu ve CuZn37 malzemenin daha fazla plastik deformasyona u rayarak birbiriyle kar ve girdap benzeri bir yap n olu tu u görülmü tür. Ayr ca, böyle karma k bir yap ya sahip olan KM’lerin, farkl boyutlarda bak rca zengin tabakalar ve parçac klar içerdi i de tespit edilmi tir.
Birle tirmelerin kaynak bölgelerinde, malzeme ta nmas n daha çok tak m omuz sm na yak n bölgelerde meydana geldi i görülmü tür. Dolay yla bu bölgelerde, kar ucun dönme hareketinin yan s ra, tak m omuz k sm n dönme hareketinin de malzeme ta nmas nda etkili oldu u sonucuna var lm r. Bununla birlikte, kar uç ekseni ya da bir ba ka ifadeyle kaynak merkezi dikkate al nd nda, tak m dönme yönünün de Cu ve CuZn37 malzemelerin ta nmas nda etkili oldu u görülmü tür. Birle tirmelerin makroyap resimlerinde görülebilece i gibi, genel olarak y ma kenar ndaki Cu veya CuZn37 malzeme ilerleme kenar na do ru ta nm r. KM mikroyap bölgesi ise ilerleme kenar na do ru daralarak uzam r. Ancak, özellikle 400/22 Cu/CuZn37 ve 800/22 Cu/CuZn37 birle tirmelerinde görülen KM içerisine kar olan Cu malzeme, hemen hemen KM merkezi çevresinde kalm r. Bu ekildeki bir yap olu umunda, sa a ve sol helis di aç larak imal edilen kar uç geometrisinin etkili oldu u dü ünülmektedir.
Birle tirilen Cu ve CuZn37 levhalara ait numunelerinin da lanmas sonucu elde edilen makroyap görünümlerinde, Cu malzeme ile KM aras ndaki ara yüzey geçi inin oldukça belirgin oldu u görülmektedir. CuZn37 malzeme ile KM aras ndaki ara yüzey geçi i ise biraz daha zor ay rt edilebilmektedir.
Makroyap incelemeleri sonucunda, kaynak bölgelerinde tespit edilen mikroyap bölgeleri olu umlar ndaki farkl klara a daki faktörlerin neden oldu u tahmin edilmektedir:
- Cu ve CuZn37 malzemelerin sahip olduklar farkl l ve kimyasal özellikler,
- Farkl kaynak parametrelerinin neden oldu u da ndaki ve plastik deformasyon yo unlu undaki de meler,
- Cu ve CuZn37 levhalar n tak m ilerleme-dönme yönüne göre sabitlendikleri konumlar (y ma veya ilerleme kenar ).