Martenzitik yapılı çelikler ile twıp yapılı çeliklerin elektrik direnç nokta kaynağı ile birleştirilebilirliğinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, yeni nesil çelikler içerisinde yüksek öneme sahip ve elektik direnç nokta kaynağı ile kaynaklanabilirliği problem olan iki çeliğin birleştirilebilirliği incelenmiştir.Bu çeliklerden birincisi TWIP çeliğidir. TWIP çeliği ostenitik yapısı ve istif hata enerjisinin hassas bir şekilde ayarlanmasıyla deformasyon esnasında kayma deformasyonu oluşturmayarak önce ikizlenme davranışı gösterir. Bu nedenle, 1000 Mpa ve % 50 uzama gibi yüksek çekme, uzama davranışı gösterirler. Yüksek çekme ve uzamaya sahip olması nedeniyle yüksek darbe absorbe etme yeteneğine sahiptirler. Bu nedenle, otomobiller üzerinde çarpışma enerjisini sönümlemesini sağlamak için crashbox gibi komponenetlerde kullanılırlar. Ancak, mekanik özellikleri iyi olsa da bu çeliklerin içerisinde en az yaklaşık % 16 Mn bulunmaktadır. Bu da kaynaklanabilme özelliğini yüksek derecede etkilemektedir. Çalışmada kullanılan diğer bir çelik ise Martenzitik çeliktir. Labaratuvar koşullarında bu çelik sacların çekme mukavemeti en fazla 2.1 GPa olarak elde edilmiştir. Piyasada şu anda en yüksek 1.7 GPa çekme mukavemetine sahip çelik saclar bulunmaktadır. Bu çelikler araç üzerinde güçlendirme parçaları ve ana taşıycılarda kullanılmaktadır. Her ne kadar iki çeliğin de çok iyi tasarlanmış özellikleri olsa da kaynaklanabilme özellikleri birleşim dayanımını yüksek derecede etkilemektedir. Tasarımlarda bu birleşmelerin dayanımı göz önüne alınmalıdır. Otomotiv endrüstrisinde bu sacların birleştirme yöntemi hızlı, ucuz ve pratik olan elektrik direnç nokta kaynağıdır. Ancak, kaynaklanabilme özellikleri henüz literatürde çalışılmamış ve yenidir. Elde edilen verilerin otomotiv sektörü ve literatürde yüksek öneme sahiptir.Bu tezde, TWIP/Martenzitik çelik birleşimlerin çekme-makaslama, çekme sıyırma, çapraz çekme, mikro sıra sertlik, elektrot dalma derinlikleri, çekirdek çapları, çekirdek yükseklikleri, çekirdek boyut oranları, kopma modları, porozite oluşumları, kopma yüzey incelemeleri, XRD, SEM, SEM/EDS incelemeleri yapılarak weld lobe (kaynak aralığı) eğrisi oluşturulmuştur. Elde edilen mekanik davranışlarda Mn3C'nin ITAB bölgesinde oluşması kaynak bölgesinde en zayıf bölgeyi oluşturduğu saptanmıştır. Ancak yine de birleştirilebilirliği weld lobe eğrisi altında başarılıdır. Tüm deneyler uygulanırken ve weld lobe eğrisi oluşturulurken dünya standartlarına bağlı kalınmıştır.

In this study, the joinability of two steels which are of high importance in the new generation steels and whose weldability is a problem with electrical resistance spot welding were investigated.The first of these steels is TWIP steel. TWIP steel austenitic structure and fine adjustment of stacking fault energy does not cause shear deformation during deformation and shows twinning behavior. Therefore, they exhibit high tensile, elongation behavior such as 1000 MPa and 50% elongation. Due to their high tensile and elongation, they are capable of absorbing high impacts. For this reason, they are used in components such as crashboxes to absorb collision energy on automobiles. However, although the mechanical properties are high, these steels have at least about 16% Mn. This affects the weldability with high degree.Another steel used in the study is Martensitic steel. In laboratory conditions, the tensile strength of these steel sheets was obtained as more than 2.1 GPa. There are currently steel sheets with the highest tensile strength of 1.7 GPa. These steels are used on reinforcement parts and main carriers on the vehicle.Although both steels have very well designed properties, their weldability affects the joint strength to a high degree. The strength of these combinations should be considered in the designs. In the automotive industry, the method of joining these sheets with resitance spot welding is a fast, cheap and practical. However, weldability properties have not been studied in the literature yet and are new. The data obtained are of high importance in the automotive industry and literature.In this thesis, TWIP / Martensitic steel joints tensile-shear, tensile peel, cross tensile, micro hardness, electrode plunge depths, weld nugget diameters, weld nugget heights, weld nugget size ratios, rupture modes, porosity formations, rupture surface investigations, XRD, SEM, were utilized and Weld lobe curve was created. It is determined that Mn3C formation in HAZ region constitutes the weakest region in the joint. However, its combinability is still successful under the weld lobe curve. World standards were adhered to when performing all experiments and creating a weld lobe curve.