Kapat

Çelik-Alüminyum Kaynağında Yeni Yöntemler

Son dönemde endüstriyel uygulamalardaki iyileştirme çalışmaları ve alternatif çözüm arayışları, metalurjik yapı olarak birbirinden tamamen farklı iki metalin birleştirilmesine dayanan ve başarılı kaynaklı birleştirme sonuçları da sağlayan yeni kaynak yöntem ve tekniklerinin ortaya çıkmasını sağladı.

Özellikle otomotiv ve gemi sanayinde çelik ile alüminyumun birleştirilmesinde kullanılan bazı mekaniksel (perçin vs.) birleştirme yöntemlerinin imalat zorluğuna, ağırlık artışına, yüksek maliyete, korozyona ve gerilme konsantrasyonlarına sebep olması, kaynaklı birleştirme uygulamalarına yönelmeye zemin hazırlamıştır.

Arttırılabilen dayanım özellikleri, korozyona olan yüksek dirençleri, yüksek ısı ve elektrik iletkenliği, kolay şekillendirilebilirliği ve hafifliği gibi özellikler de alüminyum ve alaşımlarını çelikten sonra en çok tercih edilen bir malzeme durumuna getirmiş ve çeliklerle kaynaklanabilme kabiliyetlerinin araştırılmasını zaruri kılmıştır. Ergime sıcaklığı alüminyumun ergime sıcaklığından yaklaşık 1000 ºC daha fazla olan çeliğin alüminyum ile ergitmeli kaynak yöntemleri kullanılarak birleştirilmesi, iki malzemenin mekanik özelliklerinde ciddi boyutlarda düşüşe neden olsa da bu yöntemlere olan ilgi azalmamıştır.

Alüminyum alaşımlarının ergime bölgesinde kötü katılaşma davranışı sebebiyle geleneksel kaynak yöntemlerinin uygulanması zordur fakat bu olumsuz durum bir katı faz kaynağı olan Sürtünme Karıştırma Kaynağı (FSW) yöntemi ile ortadan kalkmıştır. [1]

Bu kaynak yöntemi 1991 yılında İngiltere’deki The Welding Institute (TWI) tarafından geliştirilmiştir. [2] Alın alına sabitlenmiş iki levhaya yüksek devirde dönen omuzlu bir pimin (probe) daldırılarak kaynak yapılmak istenen uzunluk boyunca belirli bir hızda ilerletilmesinden ibarettir. Başarılı bir kaynak tekniğidir ve iyi kalitede birleştirme sonuçları verir. Ayrıca katı-faz kaynağı oluşumu malzemelerin metalurjik özellikleri saklamasına da olanak tanır. [3]

Honda da 2012 yılında Sürtünme Karıştırma Kaynak yöntemiyle başarılı sonuçlar elde ettiğini açıkladı.[4]

steelaluminum

Şekil 2. Honda’nın FSW Yöntemi ile Birleştirdiği Çelik ve Alüminyumdan Oluşan Aksan

Ohio Eyalet Üniversitesi’nden Glenn Daehn ve ekibi 2015 yılında Buharlaşmış Folyo Aktüatör (Vaporized Foil Actuator Welding- VFAW) adını verdiği yeni bir kaynak yöntemi ile alüminyum ve çelik arasında diğer kaynak yöntemlerine göre %50 daha güçlü bir birleştirme oluşturduğunu açıkladı. Yöntem yüksek voltajlı bir kondansatörden üretilen elektrik akımının alüminyum folyo ile iletilmesi ve buharlaşması sonucu oluşan basınçla malzemelerin kaynaması şeklindedir. Malzemeler ergimeden mikroskobik bir sevide bağ yaparak tutunur. Dolayısı ile yüksek ısının kaynak ana metallerinin yapısında oluşturacağı bozulma engellenmiş olur. [5]

102206_web

Şekil 3. VFAW Yöntemiyle Birleştirilen Çelik ve Alüminyum Alaşımının SEM Görüntüsü

KAYNAKLAR

[1] Yılmaz M, Col M, Acet M (2003) Interface properties of aluminum/steel friction-welded components. Materials Characterization 49: 421– 429.

[2] http://www.twi-global.com/capabilities/joining-technologies/friction-processes/friction-stir-welding/

[3] Nizamettin Kahraman, Behçet Gülenç, “Modern Kaynak Teknolojisi” Kitabı, EPA-MAT Basım Yayın Ltd. Şti, 2009, ANKARA.

[4] http://www.gizmag.com/honda-steel-aluminum-welding/24096/

[5] http://energy.gov/sites/prod/files/2015/06/f24/lm086_daehn_2015_o.pdf

Sizin için önerdiklerimiz:

Erkan Durgut

Zonguldak Karaelmas Üniversitesi Metal Öğretmenliği mezunuyum. Karabük Üniversitesi Metal Eğitimi Yüksek Lisans Programı'nda Özel Öğrenci olarak eğitim aldım. Topkapı Okulları Esenyurt Teknoloji Koleji'nde Teknik Resim öğretmeni olarak görev yapıyorum. Bilimsel ve akademik konularda araştırmalar ve paylaşımlar yapmayı seviyorum, o yüzden buradayım. Çalışma Alanım: Malzeme Bilimi, Mekanik Metalurji, Kaynak Metalurjisi, İleri Kaynak Teknolojisi, Paslanmaz Çelikler, Alüminyum Alaşımları, Isıl İşlem, Faz Diyagramları. Uluslararası Hakemli Dergide Yayınlanan Makalem: “Dubleks Paslanmaz Çeliklerin Nokta Direnç Kaynağına Akım Şiddeti ve Kaynak Zamanının Etkisi” Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Der. Cilt 26, No 2, 341-348, 2011 [ Makaleyi görüntülemek için: http://www.mmfdergi.gazi.edu.tr/article/view/1061000626 ]. Lisans Bitirme Tezim: "Deformasyon Yaşlanmasının AA7075 Alüminyum Alaşımının Mekanik Özelliklerine Etkisinin İncelenmesi" 2009 Bu çalışma daha sonra Uluslararası Teknoloji Sempozyumu Elazığ/2011'de makale olarak yayınlanmıştır. [ Makaleyi görüntülemek için: http://web.firat.edu.tr/iats/cd/subjects/Metallurgy&Material/MSM-31.pdf ]

“Çelik-Alüminyum Kaynağında Yeni Yöntemler” üzerine 3 yorum

  1. teknoloji blogu dedi ki:

    teşekkürler güzel yazı olmuş elinize sağlık

  2. Mevlut dedi ki:

    Ayrıca bu yazınıza ilaveten Fronius Kaynak teklojisini takip etmenizi sürtünme kaynağından ziyade Fronius CMT ( Cold Metal Transfer ) teknolojisi ile daha başarılı sonuçlar elde edildiğini görmeniz mümkün. Bunun ile ilgili makale oluşturdum farklı bir bilgi olarak okumanızı öneririm. İyi çalışmalar

  3. Sarper Salt dedi ki:

    Malzemeler ergimeden deniliyorsa bu yönteme kaynak denir mi ? Ben lehimleme diye biliyorum, ki zaten lehim ve kaynağın en büyük farkı ana malzemeler erirse kaynak, erimez ise lehimdir.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir