ısının tesiri altındaki bölge (ITAB), B: termodinamik olarak etkilenen bölge (TEB), C: dinamik olarak yeniden kristalle en bölge (DKB)[5].
Al-ala ımları ergitmeli kaynak yöntemleriyle kaynak edilmesi güç malzemelerdir. Bu ala ımlar bazı istisnalar hariç (7075 ala ımı gibi) ticari olarak ark kayna ı ile birle tirilmektedirler. Fakat ergitmeli kaynak yöntemleri (ark, lazer, ve elektron kayna ı) gibi bilinen kaynak yöntemleri ile kaynaklarında çe itli sorunlar bulunmaktadır[5].
Ergitmeli kaynak yöntemleri ile Al-ala ımlarının (özelikle ya landırma sertle tirilmesi yapılmı olanların) kayna ında yüksek miktarlarda çatlak ve porozite (gaz bo lu u) olu umu gibi problemler mevcuttur. Al-ala ımlarının kayna ı esnasında çatlak olu umunun nedeni, bu ala ımların katıla ma sıcaklık aralıklarının geni olması ve ısıl genle me katsayılarının yüksek olmasıdır. Ark kayna ında yüksek ısı girdisi, bu malzemelerin ısıl genle melerinin yüksek
olması ve katıla ma sıcaklık aralıklarının geni olması sonucu özellikle çatlamaya daha duyarlı ya landırma sertle tirmesi yapılmı alüminyum ala ımlarının (AA) kaynak diki inde çatlak olu umuna neden olur. Ark kayna ındaki yüksek ısı girdisi, ayrıca ITAB’ da tane sınırlarında dü ük ergime dereceli fazların olu umuna ve bu bölgede de çatlamaya yol açabilir. Gözenek olu umunun nedeni ise Alüminyumun sıvı halde hidrojen çözünürlü ünün katı haldekinden çok daha yüksek olmasıdır. Vakum ortamında yapılan elektron ı ın kaynak yöntemi gözenek açısından en avantajlı ergitmeli kaynak yöntemidir[5]. Fakat yüksek sıcaklıkların söz konusu oldu u elektron ı ın kayna ı vakum ortamında yapıldı ı için dü ük buharla ma sıcaklı ına sahip ala ım elementleri içeren Al-ala ımlarında kaynak diki inde ala ım elementi kaybı dolayısıyla mukavemet dü ü ü problem olabilmektedir[5,8,30]. Al-ala ımlarının ark kayna ında kar ıla ılan di er bir güçlük bu ala ımların ısı iletkenlik katsayılarının yüksek olması nedeniyle ısının kaynak bölgesine çok hızlı bir ekilde uygulanması zorunlulu udur. Ala ımlarının lazer ısısını yansıtması sıvı hal kaynak yöntemlerinden lazer kayna ında dikkate alınması gereken di er bir husustur. Al-ala ımlarının özellikle ya landırma sertle tirmesine tabi tutulmu türlerin sıvı hal kaynak yöntemleri ile birle tirilmelerinde kar ıla ılan bir ba ka sorun kaynak diki inde sertle tirici çökeltilerin çözünmesi ve tane sınırı segregasyonu sonucu ITAB’ de a ırı ya lanma sonucu sertlik ve mukavemetin dü mesidir. Bu durum kaynak yapılan esas malzeme ile kaynak bölgesinde mekanik uyumsuzlu a ve kaynak bölgesinde mukavemet dü ü üne sebep olmaktadır[5].
SKK yönteminin AA da kullanılabilirli i üzerine çok sayıda ara tırma yapılmı tır. Bu ara tırma sonuçları söz konusu yöntemin gerek ya landırma sertle tirmesi yapılmı gerekse ya landırma sertle tirmesi yapılamayan (1xxx ve 5xxx serileri gibi ısıl i leme duyarlı olmayan) Al ala ımlarında ba arıyla kullanılabilece ini göstermektedir[7,31]. Hatta geleneksel kaynak yöntemleri ile kayna ı çok güç olan 7075 ala ımı bile bu yöntem ile ba arılı bir ekilde birle tirilmi ve elde edilen birle tirmeler oldukça iyi mekanik özellikler göstermektedir[5].
5. METALLER N YORULMASI
Birçok makine parçası ve yapı elmanı, kullanım esnasında tekrarlı yükler ve titre imler altında çalı maktadır. Tekrarlı yükler altında çalı an mekanik parçalarda, gerilmeler parçanın statik dayanımından küçük olmasına ra men belirli bir tekrar sayısı sonunda genellikle yüzeylerinde bir çatlama ve bunu takip eden kopma olayı görülür. Yorulma adı verilen bu olay ilk olarak 1829 yılında, demir zincirleri üzerinde bazı tekrarlı yükler uygulanarak, denemeler yapan W.A.S. Alber tarafından incelenmi tir.
Teknoloji ça ı olan 20. Yüzyılın ba larında, yüksek hızlı makinalar, türbinlerin kullanması ve havacılık endüstrisinin geli mesiyle yorulma problemlerini anlamak için çalı maların önemi giderek artmı tır. Son olarak kırılma mekani i fikri, farklı yorulma artıyla kar ıla an bir dizayncıya faydalı pratik yeni bir yorulma ömür tahmini için temel olması kadar, çatlak yayılma davranı ının anla ılmasında da önemli bir katkı sa lamı tır[32].
Kırılma yüzeyleri makroskobik ölçüde genellikle çekme gerilmesinin do rultusuna diktir. Bir yorulma deformasyonu, kesit yükü ta ıyabilecek kadar büyük olmadı ı zaman, parçaların sünek bir davranı la kırıldı ı yerde olu ur. Yani parlatma etkisinden dolayı malzemenin pürüzlü olan bölgesinde çatlak ilerledi i için genellikle kırılma yüzeyinin olu ması gibi tanımlanabilir[33].
Yorulma olayına, parçaya sadece dı ardan uygulanan mekanik kuvvetler de il, ısıl genle meler ve büzülmelerden do an ısıl gerilmelerde neden olmaktadır. Yorulma olayında çatlak genellikle yüzeydeki bir pürüzde, bir çentikte, bir kılcal çatlakta veya ani kesit de i imlerinin oldu u yerde ba lar.
Yorulma bozulmasının olu ması için üç temel faktör gerekir; 1. Yeteri derecede yüksek bir maksimum çekme gerilmesi,
2. Uygulanan gerilmenin oldukça geni bir de erde de i imi ve dalgalanması, 3. Uygulanan gerilmenin yeteri kadar büyük tekrar sayısında etkimesi,
Bu ana faktörlerin yanında; yüzey kalitesi, korozyon, sıcaklık, a ırı yükleme, kalıcı iç gerilmeler, bile ik gerilmeler, gerilim konsantrasyonu, frekans, mikro yapı gibi birçok yan faktörler sayılabilir.
5.1.Yorulma Mekanizması
Yorulma olayı sonunda cisimde kırılmanın ne ekilde meydana geldi i açıklamak için çok sayıda ara tırma yapılmı tır. Bu ara tırmalar daha önceki yorulma deneyleri ile birlikte cisimlerin içyapısının da muayene edilmesiyle gerçekle tirilmi tir. Özellikle son yıllarda elektron mikroskoplarında elde edilen büyük geli meler sayesinde içyapı muayenesi tekni inde kaydedilen ilerlemeler bu ara tırmalarda önemli sonuçlara varılmasını sa lamı tır. Ayrıca
yorulmu numunelerin mekanik ve fiziksel özelliklerinde ne tür de i meler oldu u da bu çalı malarda ele alınmı tır. Böylelikle de i ik yollardan pek çok sayıda pek çok ara tırmalar yürütülmü olmasına ra men yorulmada her hali açıklayan genel bir kırılma teorisini olu turmak mümkün olmamı tır. Bununla beraber bu konuda yapılan çalı malar yorulmada kırılmanın ne gibi safhalar a ıldıktan sonra olu tu unu bize kesin denilebilecek bir ekilde ortaya koymaktadır[34].
Yorulma mekanizmaları ile ilgili ba lıca teoriler unlardır:
Gough’a göre; Metal çevrimsel gerginlik altında aynı yönlü ve tek eksenli gerginlikte oldu u gibi aynı kristalografik yönlerde kayar.
Yalnız tek eksenli kayma, yapının her yerinde görülürken, yorulmada bazı tanelerde kayma hatları görülmez. Kayma hatları genellikle ilk birkaç bin çevrimde ortaya çıkar. Çevrim sayısı arttıkça, kayma bantları da artar. Fakat kayma bantlarının sayısı, çevrim sayısı ile do ru orantılı de ildir. Birçok metalde kayma, bir doygunluk de erine ula ır. Bu, daha çok a ır kayma bölgelerinde görülür. te çatlaklar genellikle ba langıçta kayma bandına paralel olan a ır deformasyon bölgelerinde akı ır. Çatlaklar yorulma sınırının altındaki gerilmelerde olu mu tur. Yani; yorulma esnasında kaymanın olu ması, çatla ın olu aca ı anlamına gelmez. Yorulma testi bir yerde kesilip yüzey elektro parlatma ile parlatıldı ı zaman bile yok olmayan inatçı kayma bantları embiryonik yorulma çatlaklarıdır. Bu tür bantla toplam yorulma ömrünün %5’inden sonra görülür. Bu bantlara küçük çekme gerilmesi uygulanmasıyla bantlar geni çatlaklara dönü ür[35].
Wood’un mikro deformasyon teorisi:
a)Statik deformasyon b) ç çekme c) Dı a çekme Demirli metallerde her Yüzeyde çentik olu turan kayma bandı
zaman görülür kayma bandı ekstrüzyona yol açar