MIG Sertlik Ölçümleri

Sertlik ölçüm işlemleri MIG kaynağı ile farklı kaynak parametrelerinde birleştirilen kaynaklı numunelere de uygulanmış ve elde edilen ölçüm değerleri grafiğe dönüştürülerek Şekil 7.16’da verilmiştir.

Şekil 7.16. MIG kaynağı sertlik grafiği.

Şekil 7.16’da verilen sertlik grafiği incelendiğinden en belirgin özelliğin her iki ITAB sertliğinin ana malzemelerden düşük olmasıdır. Bir başka ifade ile AA-6013 ITAB’ı AA-6013 ana malzeme sertliğinden, AA-5457 ITAB’ı ise AA-5457 ana malzeme sertliğinden daha düşük değerde ölçülmüştür. Kaynak metali sertlik değerleri incelendiğinde ise farklı parametrelerde birleştirilmiş tüm numunelerin sertliklerinin AA-6013 ITAB’ından düşük, AA-5457 ITAB’ından ise daha yüksek olduğu

0 25 50 75 100 125 150 175 Se rtl ik (H v0,1 )

Kaynak Merkezinden Uzaklık (mm)

MIG-1 MIG-2 MIG-3

MIG-4 MIG-5 MIG-6

ITAB AA -6 0 1 3 An a m a lz e m e

Kaynak Metali ITAB

AA -5 7 5 4 An a m a lz e m e

107

görülmüştür. Bir başka ifade ile kaynak metalinden AA-6013 alüminyum ana metale doğru gidildikçe sertlikte artmalar meydana gelirken, AA-5754 alüminyum ana metale doğru gidildikçe sertlikte düşmeler olduğu gözlenmiştir.

Kaynak metalinde ölçülen sertlik değerleri incelendiğinde en yüksek sertlik değerinin 79 HV0.1 ile 180 mm/dk kaynak hızında ve 140 A kaynak akımında birleştirilen (MIG-

4) numunede olduğu, en düşük sertliğin ise 58 HV0.1 ile 180 mm/dk kaynak hızında ve

150 A kaynak akımında birleştirilen (MIG-6) numunede olduğu tespit edilmiştir. AA- 5754 alüminyum alaşımının robot kullanılarak MIG kaynağı ile birleştirildiği bir çalışmada kaynak metali ve ITAB’ın sertliğinin ana metalden düşük olduğu buna ise farklı kaynak hızı ve kaynak akımı nedeni ile oluşan farklı ısı girdisinin etkili olduğunu bildirilmiştir [136]. Benzer şekilde Arankumar vd. yaptıkları bir çalışmada kaynak metalinin sertliğinin hem ana metalden hem de ITAB’dan düşük bulduklarını, buna da ITAB’ın çökelti yapısının katkıda bulunmuş olabileceğini bildirmişlerdir [137]. Ayrıca sertlikte meydana gelen değişimlere kaynak hızının etkisini görebilmek amacıyla kaynak akımını sabit tutulup kaynak hızı yükseltilmesi ile sertlikte meydana gelen değişmeler incelenmiştir. Bu amaçla 140 A (MIG-3, MIG-4) kaynak akımında birleştirilen numunelerden ölçülen sertlik değerleri kullanılarak çizilen grafik Şekil 7.17’de verilmiştir. Şekil 7.17 incelendiğinde kaynak hızının artması ile hem kaynak metalinin hem de ITAB’ın sertliğinin artığı açık bir şekilde görülebilmektedir. Kaynak hızının artması ile azalan ısı girdisi soğuma hızını artırmış bu da malzemelere üretim aşamasında çökelti ya da deformasyon sertleşmesi yolu ile kazandırılan özelliklerin tamamen bozulmadan mikroyapının katılaşmasına neden olması sebebi ile sertlik değerleri artmıştır. Tatlı ve Köse, 5754 alüminyum alaşımını robotik MIG kaynak yöntemi ile birleştirmişler ve numunelerde elde edilen farklı sertlik değerlerinden farklı kaynak hızlarının ve ısı girdisinin sorumlu olduğunu belirtmişlerdir [136]. Literatürde AA 5083-H111 ve AA 6082-T651 alüminyum alaşımı ile yapılan çalışmada düşük kaynak hızının ısı girdisini artırması sebebi ile aşırı yaşlanmaya sebep olduğu ve bunun sonucunda sertliğin etkilendiği rapor edilmiştir [18]. Vargas vd. 6061-T6 alüminyum alaşımı ile yaptıkları çalışmada ısı girişinin mekanik özellikleri yoğun bir şekilde etkilediğini rapor etmişlerdir [70].

108

Şekil 7.17. Kaynak hızının sertliğe etkisi.

Kaynaklı birleştirmelerde sertliği etkileyen bir diğer unsur ise kaynak akımıdır. Bu nedenle kaynak akımının sertlikte ne tür değişikliklere neden olduğunu belirlemek için aynı kaynak hızında fakat farklı kaynak akımında birleştirilen numunelerin sertlikleri incelenmiştir. Şekil 7.18’de 150 mm/dk (MIG-2, MIG-4, MIG-6) kaynak hızında ve farklı kaynak akımlarında birleştirilen numunelerin sertlik ölçümleri verilmiştir. Kaynak hızının sabit kalıp kaynak akımının artması ile hem AA-6013 ITAB’ının hem de AA-5754 ITAB’nın sertlik değerlerinin düşmesine karşın kaynak metalinin sertliğinin az da olsa yükselmekte olduğu Şekil 7.18’de görülebilmektedir. Literatürde robotik MIG kaynağı ile AA 5754 alüminyum alaşımının birleştirildiği çalışmada ITAB’da sertlik değerinde düşme olurken kaynak metalinde bir miktar artma olduğu söylenirken buna farklı kaynak akımı ile farklı ısı girdisinin sebep olduğu ifade edilmiştir [136]. Üretilen kaynaklı birleştirmelerin her iki (AA-6013 ve AA-5754) taraftaki ITAB’larda meydana gelen sertlik düşmesi, artan kaynak akımına paralel olarak artan ısı girdisinin malzemelerin mikroyapı özelliklerini bozmasından kaynaklanmaktadır. Zira ısı girdisinde meydana gelen artmalar malzemelerin kaynaktan önceki yapısında bulunan çökeltileri ve deformasyon sertleşmesini bozmuş bu da sertlikte düşme olarak kendini göstermiştir. Bu konuda AA-6082 alüminyum alaşımı ile yapılan bir çalışmada kaynak esnasında kaynak metaline verilen ısının artması ITAB’ın çökelti yapısının bozulmasına ve yoğunluğunun azalmasına neden olduğu, mikroyapıda meydana gelen bu değişikliğinde ITAB’ın sertliğinde düşmeye sebep olduğu belirtilmiştir [138].

0 50 100 150 10 8 6 4 2 0 2 4 6 8 10 S e rt li k ( H v0 ,1 )

Kaynak Merkezinden Uzaklık (mm)

MIG-3 MIG-4 AA 6 0 1 3 a n a m a lze m e AA 5 7 5 4 a n a m a lze m e

109

Şekil 7.18. Kaynak akımının sertliğe etkisi.

Sonuç olarak metalik malzemelerin kaynakla birleştirilmesi ile kaynaklı bölgede meydana gelen metalurjik değişimler, kaynak esnasında uygulanan ısı ve kaynak sonrası soğuma hızı ile yakından ilişkilidir. Kaynak metalinin katılaşan bölgesi ve ısı tesiri altında kalan bölge mikroyapı bakımından incelendiğinde esas metalden oldukça farklı bir yapı içerir. Kaynak metalinin yapısı, malzemenin kimyasal durumu ve soğuma esnasındaki dönüşümün bir sonucudur. Bir kaynaklı birleştirmenin soğuma özelliği kaynak yapılırken tercih edilen kaynak parametrelerine bağlı olarak değişiklik göstermektedir. Kaynak parametrelerine bağlı olarak değişen soğuma özelliği de sertlikte değişliklere sebep olmaktadır. Arunkumar ve Sathiya AA-2219 alüminyum alaşımı ile yaptıkları çalışmada kaynak akımının % 82, kaynak hızının, % 15 ve kaynak voltajının % 3 oranlarında kaynak kalitesi üzerinde etkili olduğu belirtmişlerdir [139]. Kaynak parametrelerinde yapılan değişiklikler kaynak bölgesine etki eden ısı girdisini değiştirmiş, değişen bu ısı girdisinin de kaynaklı birleştirmenin tane yapısında farklılıklara ve üretim sırasında malzemelere kazandırılan mekanik özelliklerin bozulmasına neden olmuştur. Bu nedenlerle tane yapısında meydana gelen farklı oluşumlar kaynaklı birleştirmelerin sertlik özelliklerini olumsuz yönde etkileyerek değişikliklere uğramasına neden olmuştur. Rakesh vd. AA-6082 alüminyum alaşımı ile yaptıkları çalışmada ısı girdisinin artması sonucunda birleştirmenin çökelti yapısının bozulduğunu bununda sertlikte düşmelere sebep olduğunu söylenmiştir [135]. 0 20 40 60 80 100 120 140 160 S e rtlik (Hv 0 ,1 )

Kaynak merkezinden uzaklık (mm)

MIG-2 MIG-4 MIG-6

AA -6013 A n a M a lz e m e

ITAB Kaynak Metali

AA -5754 -An a M a lz e m e ITAB

110

Son olarak her iki kaynak yöntemi ile birleştirilen numunelerin sertlik özellikleri birbiri ile kıyaslandığında her iki kaynak yönteminde de ölçülen sertlik değerlerinin birbirine yakın olduğu ve kaynak merkezinden AA-6013 ana malzemeye ilerlerken sertliğin arttığı, AA-5754 ana malzemeye doğru ilerlerken sertliğin düştüğü görülmüştür. Ayrıca her iki kaynak yönteminde de en yüksek sertlik AA-6013 alüminyum ana malzemede ölçülürken en düşük sertlikler ise hem SKK hem de MIG kaynak yönteminde AA-5754 tarafındaki ısıdan etkilenen bölgede ölçülmüştür. Her iki kaynak yöntemi ile üretilen kaynaklı numunelerin sertlik sonuçlarında göze çarpan en önemli nokta ise kaynak hızının artması ile ölçülen sertlik değerlerinin de artmasıdır. Bu da kaynak ilerleme hızının, ısı girdisini ve dolayısıyla soğuma hızını etkilemesi sebebiyle kaynaklı birleştirmelerde sertlik değerleri üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğunu göstermektedir. Ratnesh vd. AA 5052 alüminyum alaşımını SKK ile birleştirdikleri çalışmada kaynak hızının artması ile soğuma hızının arttığını bunun sonucunda da tane kabalaşmasının azaldığını ve sertlikte iyileşmelerin meydana geldiğini söylemişlerdir [140] Chainarong vd. SKK yöntemi ile SSM 356 alüminyum alaşımını birleştirdikleri çalışmada kaynak hızının artması ile sertliğin artma eğiliminde olduğunu buna ise kaynak hızı ile değişen ısı girdisinin sebep olduğunu belirtmişlerdir [127]. Benzer şekilde Yu vd. AA-2024 alüminyum alaşımı ile yaptıkları çalışmada kaynak hızının düşmesi ile sertliğin azaldığını bunu ise azalan kaynak hızı ile artan ısı girdisinin bir sonucu olduğunu rapor etmişlerdir [132].