Sürtünme karıştırma kaynağının alüminyum parçaların birleştirilmesine uygulanması

Abstract

Bilindiği gibi, çeşitli kalınlıklarda aynı veya farklı metal ve alaşım çiftlerinin birleştirilmesinde sürtünme karıştırma kaynağı uygulanabilir. Sürtünme karıştırma kaynağı, erime sıcaklığı altında monte edilecek parçaların birleştirilmesine dayanan bir katı hal kaynak yöntemidir. Bu yöntemde, kaynak yapılacak malzemeden daha sert bir malzemeden tasarlanmış bir probe kullanılır. Kaynak işlemi, malzemenin probe'un karıştırma etkisiyle karıştırılması ve probe sürtünmesi ile oluşan ısının etkisine dayanır.İşlem sırasında numunenin düzgün bir şekilde tutulması ve karıştırma probe'u ile numuneye sabit eksenel basınç uygulanması, yöntemin kaynak performansını arttırmak için önemli konulardır. Ek olarak, kaynak veya karıştırma probe'u kaynak yönünde gerekli doğrusal hızda hareket ettirilmelidir.Sunulan çalışmada, numunenin farklı genişliklere sahip olmasını sağlayacak şekilde geliştirilmiş ve işlem sırasında sabit eksenel basınç uygulayan deney düzeneğinin kısa sonuçları verilmiştir. Bir numune tutucu kalıp ve sıkma plakaları, sac metal çubuklardan işlenmiştir. Probelar farklı numune kalınlıkları için değiştirilebilir ve sabit eksenel kuvvet uygulamasına izin veren bir probe tutucusu olarak işlenir.Kaynak performansı, kaynak kesiminin kırılıncaya kadar plastik bükülmesi de dahil olmak üzere kaynaklı numunelerin seçilmiş mekanik özellikleri ile değerlendirilir.Bu çalışma da önceki çalışmalardan değişik olarak yeni bir probe tutucu tasarlanmıştır. Bu tutucudaki yenilik ise tutucunun içerisine değiştirilebilir yay konuldu. Böylelikle yapılacak olan çalışmada baskı miktarı aynı tutularak işlem sırasındaki malzemelerin yapısına göre yay değişikliği yapılması sağlandı.

As it is known, friction stir welding can be applied to joining of different metal couples with various thicknesses. The friction stir welding method is a solid state welding method based on combining the parts to be assembled at a temperature under the melting temperature. In this solid-state welding method, a probe designed from a harder material than the material to be welded is used. The welding process is based on the principle of mixing the plasticizing material with the aid of the probe with the effect of the heat generated.Holding the specimen properly during the process is a key issue for the application of the method. Additionally welding or stirring probe should be moved at a required linear speed in the welding direction. In the presented study, specimen holder die and clamping plates were machined from sheet metal bars. The points to be considered in design are to ensure that the difference of deformation in long and short welds is obtained by using a single mold. Therefore, the clamping bearings were opened on the mold for the connection of 50mm-100mm-150mm-200mm-250mm and 300mm parts. The next step is to prepare the holders which will fix the workpieces to be placed on the mold.The final design is the tip design that will do the welding operation. The most important point in this process is the design of the fuselage to be used. The reason for this is that the tool material must be sufficiently strong, hard and durable at the welding temperature. In addition to this, it is necessary to have a low thermal conductivity in order to reduce the heat loss and the temperature damage to the machine as much as possible. In this project, we used cylindrical aluminum material for welding and we used the cylindrical tip.Welding performance are evaluated by selected mechanical properties of the welded specimens including plastic bending of the welding section until fracture. In this study, a new probe holder was designed unlike previous studies. The novelty of this holder is the replaceable spring inside the holder. In this way, the amount of pressure was kept the same and the spring changes were made according to the structure of the materials during the process.