SKK Sertlik Ölçümleri

SKK yöntemi ile üç farklı kaynak ilerleme hızında birleştirilen kaynaklı numunelerin sertlik ölçüm sonuçları Şekil 7.15’de verilmiştir.

Şekil 7.15. SKK sertlik ölçümleri.

0 30 60 90 120 150 Se rtl ik (H V0.1 )

Kaynak merkezinden uzaklık (mm) SKK-1 SKK-2 SKK-3 A A 6 0 1 3 a n a m a lze m e ITAB TEB Kaynak

Merkezi TEB ITAB A

A 5 7 5 4 a n a m a lze m e

Yığma tarafı İlerleme tarafı

104

Kaynaklı numuneler üzerinde yapılan sertlik ölçümleri sonucunda en yüksek sertlik değerlerinin sırasıyla AA-6013 ve AA-5754 ana malzemelerde olduğu ve yapılan kaynak işlemlerinin ana malzemelerin sertlik değerlerini azalttığı açıkça görülmektedir. Burada üretildikten sonra ısıl işlem görerek mukavemet kazandırılan malzemelerin SKK ile birleştirilmesi esnasında meydana gelen ısı etkisiyle bu özelliklerini kaybettikleri bir gerçektir. Kaynak metalinden ölçülen sertlik sonuçları değerlendirildiğinde en yüksek sertlik 84 HV0.1 ile 12,5 mm/dk kaynak hızında (SKK-

1) elde edilirken kaynak merkezinde elde edilen en düşük sertlik 79 HV0.1 ile 25

mm/dk kaynak hızında (SKK-2) üretilen numunede ölçülmüştür. SKK ile üç farklı kaynak hızında birleştirilen numunelerin kaynak bölgesinin en düşük sertlik değerleri genellikle ITAB’larda belirlenmiştir. AA-6013 alüminyum alaşımının ısı etkisindeki bölgesinde ölçülen en yüksek sertlik değerleri 91,2 HV0.1 ile 32 mm/dk kaynak hızında

(SKK-3) ölçülürken en düşük sertlik 51,6 HV0.1 ile 12,5 mm/dk kaynak hızında (SKK-

1) yapılan kaynaklı birleştirmede elde edilmiştir. AA-5754 alüminyum alaşımının ITAB’ında ise en yüksek ve düşük sertlik değerleri sırasıyla 63,4 HV0.1 ve 54,7 HV0.1

ile 25 mm/dk kaynak hızında (SKK-2) elde edilmiştir.

SKK ile birleştirilen malzemelerin kaynak bölgelerinde ergitme kaynağından farklı olarak termomekanik olarak yeniden kristalleşen bölge (TEB) olduğu bilinmektedir. Bu bölgede termomekanik olarak etkilenme söz konusu olduğundan plastik deformasyon gözlenir ve bu etkileşimde yeniden kristalleşmeye neden olmaktadır. Bu bölge genellikle kaynaklı bağlantılarda kaynak metali ile ITAB arasında kalmaktadır. SKK ile üç farklı kaynak ilerleme hızında birleştirilen kaynaklı numunelerin TEB’lerindeki sertlik değerleri incelendiğinde sertlik değerlerinin genel olarak kaynak metallerinden ve ITAB’lardan düşük veya yüksek olduğuna dair bir bulguya rastlanılmamıştır. Bir başka ifade ile az miktarda farklılıklar olmak ile birlikte her üç kaynak hızında birleştirilen kaynaklı numunelerin kaynak metali, TEB ve ITAB’larının birbirlerine yakın sertlik değerleri verdikleri belirlenmiştir. AA-6013 alüminyum alaşımının termomekanik olarak etkilenen bölgesinde (TEB) en yüksek sertlik 86,1 HV0.1 ile 25 mm/dk kaynak hızında (SKK-2), en düşük sertlik ise 56 HV0.1

ile 12,5 mm/dk kaynak hızında (SKK-1) yapılan kaynaklarda ölçülmüştür. AA-5754 alüminyum alaşımının TEB bölgesinde ise en yüksek sertlik 64,9 HV0.1 ile 32 mm/dk

105

kaynak hızında (SKK-3), en düşük sertlik ise 54,4 HV0.1 ile 25 mm/dk kaynak hızında

(SKK-2) üretilen birleştirmelerden elde edilmiştir.

SKK hızının artması/azalmasının birleşme bölgesindeki (kaynak metali, TEB ve ITAB) sertlik dağılımını etkilediği bir gerçektir. Kaynak işlemi esnasında tüm numunelerin kaynak metali yüksek deformasyon etkisiyle her iki ana metalin homojen karışımıyla oluşmaktadır. Dolayısıyla da kaynak çekirdeğinin sertlik dağılımının her iki ana metalden de farklı sertlik karakterinde olduğu görülmüştür. Kaynak merkezinden ölçülen sertlik sonuçları incelendiğinde SKK-1 numunesinin kaynak merkezi sertliğinin SKK-2 ve SKK-3 numunesine göre daha düşük olduğu tespit edilmiştir. SKK-2 ve SKK-3 numunelerinin kaynak merkezi sertlik değerleri ise birbirine yakın değerlerde olduğu belirlenmiştir. Bu sonuçlara göre genel olarak kaynak merkezinin sertlik değerlerinin artan kaynak ilerleme hızıyla arttığı tespit edilmiştir. Kaynak bölgesine verilen ısı miktarı, kaynak edilecek malzemenin ısı iletim özellikleri ve kaynak hızı gibi şartlara bağlı olarak kaynak bölgesinde sıcaklık dağılımı ile soğuma hızını etkilediği bilinmektedir. Bu durumda SKK işlemi esnasında takım ilerleme hızının artması ile kaynak bölgesine giren ısı miktarı azalmakta, azalan ısı girdisi soğuma hızının artmasına dolayısıyla da sertlik artışına sebebiyet vermiştir. Chandrashekar vd. AA-7039 alüminyum alaşımına uyguladıkları SKK sonucunda, diğer parametreler sabit tutulup kaynak hızının 600 dev/dk’dan 800 dev/dk’ya arttığında sertlik değerinin % 7-8 oranında arttığını rapor etmişlerdir [128].

SKK yöntemi ile farklı kaynak ilerleme hızlarında birleştirilen kaynaklı numunelerin sertlik incelemeleri genel olarak değerlendirildiğinde en belirgin değişimin her iki ana malzeme (AA-5754 ve AA-6013) üzerinde mevcut TEB ve ITAB’lardaki dikkate değer sertlik düşüşleridir. Çalışmalarda kullanılan AA-5754 H111 AlMg alaşımlı malzemenin deformasyon sertleştirilmesi yapılarak düşük sıcaklıkta gerginlik giderme ısıl işemine, AA-6013 T6 AlMgSi alaşımının ise yaşlandırılarak mukavemet kazandırılması işlemine maruz kaldığı bilinmektedir. Dolayısıyla farklı iki yöntem ile mukavemetleri yükseltilmiş bu iki malzemenin hem TEB hem de ITAB’ları kaynak esnasında yüksek sıcaklığa maruz kalmakta dolayısıyla da bu bölgelerde sertlik kayıpları yaşanmaktadır. Aslında bu tür malzemelerin kaynağında bu düşüşlerin meydana gelmesi gayet doğaldır. Yapılan literatür araştırmaları sonucunda lokal

106

olarak yaklaşık ~ 450 o_{C ısınan kaynak bölgesinde deformasyonun da etkisiyle GP}

bölgelerinin çözündüğü ve Al alaşımlarında sertleştirici çökeltilerin çözünerek daha az sertleştirici özellikteki çökeltilere dönüşeceği bazı araştırmacılar tarafından belirtilmiştir [108,133]. Danial vd. SKK ile kaynak yapılan ısıl işlem görmüş alüminyum alaşımları için, sertliğin kaynak bölgesinde azaldığını, kaynak bölgesinin tane yapısının ısı ve plastik deformasyondan etkilendiğinden, sertliğin ana metale göre daha düşük olduğunu, sonuç olarak sertliğin ısınan bölgede azaldığını rapor etmişlerdir [134]. Yoshihiko vd. farklı malzemeleri (Fe-Al) SKK yöntemi ile birleştirmişler ve birleşmenin Al tarafında ısı girişinin çözelti yapısını bozması sebebiyle TEB ve ITAB sertliğinin ana metalden düşük olduğu ifade edilmiştir [135].