Galvenizli çelik saçların ark kaynaklı bağlantılarının mekanik ve korozyon davranışlarının incelenmesi

Abstract

GALVANİZLİ ÇELİK SACLARIN ARK KAYNAKLI BAĞLANTILARININ MEKANİK VE KOROZYON DAVRANIŞLARININ İNCELENMESİ ÖZET Galvaniz kaplamalı çelikler yüksek korozyon dirençlerinden dolayı çok uzun zamandan beri kullanılmakta ve kullanım alanları gün geçtikçe artmaktadır. Başlıca kullanım alanları yapı sektörü, otomotiv sektörü, saç işleyen endüstri kısaca korozyona maruz kalınan tüm sektörleri içermektedir. Galvanizleme yöntemi, malzemenin kullanılacağı yere, istenilen özelliklere ve üretim yöntemine göre çeşitlilik arz etmektedir. Uygulama alanlarına bağlı olarak, galvaniz kaplanmış çeliklerin metal bağı ile birleştirilmesinde yegane birleştirme yöntemi kaynak tekniklerinin kullanımıdır. Ancak, bazı durumlarda galvaniz kaplanmış çelikler; bükme, perçinleme, vidalama veya yumuşak lehimle birleştirilirler ve bu durumda kaplanmış olan çinko tabakası genellikle zedelenmez. Buna karşın büyük miktarlarda üretim halinde ve üretimin hızlı ve de ekonomik olması istendiği koşullarda kaynak teknikleri ile birleştirme gerekir. özellikle ergitme esaslı kaynak yöntemlerinin uygulanması sonucunda bazı sorunların ortaya çıkması kaçınılmazdır. Zira, yüksek kaynak ısı girdisi dolayısıyla esas metal ergiyerek sıvı hale geçer ve dikişin çevresinde de yüksek sıcaklık oluşur. Sıvı haldeki kaynak banyosunda bağlantının özelliklerini etkileyen Zn-Fe arasında oluşan metalurjik reaksiyonların oluşturacağı gevrek fazların yanı sıra kaynak dikişinin kenarlarındaki çinko tabakasının zedelenmesi ile karşılaşılır ve malzemenin bu bölgelerindeki korozyon direncinde düşme meydana gelir. Bu deneysel çalışmada Türkiye'de üretilen galvanizli sacların ergitme esaslı kaynaklı bağlantılarının mekanik ve korozyon özeliklerinin incelenmesi olmuştur. Bunun için üretilen en kalın sürekli hatta kaplanan sıcak daldırmalı saclar (3 mm) kullanılmak üzere seçilmiştir. Türkiye'de en yaygın kullanılan kaynak yöntemlerinden örtülü elektrod ile elektrik ark kaynağı, MAG gazaltı kaynağı ve lehim kaynağı yöntemleri 3 mm'lik galvanizli sacların birleştirilmesi için seçilmiştir. Kaynak sarf malzemeleri olarak da yine Türkiye'de sanayinin en fazla kullandığı sarf malzemeleri seçilmiştir, örtülü elektrod olarak rutil, selülozik, rutil-selülozik, XVIbazik elektrodlar seçilmiş, MAG gazaltı kaynağı için SG2 kaynak teli, lehim kaynağı içinde bronz ilave tel ve uygun dekapan seçilmiştir. Bu çalışmada, sıcak daldırma yöntemiyle galvanizlenmiş 3 mm kalınlığındaki çelik saclar ağız kenarlarındaki çinko sökülmeden örtülü elektrod ile elektrik ark kaynağı, MAG gazaltı kaynağı ve lehim kaynağı yöntemleri ile üç değişik türde birleştirilmeleri yapılmıştır. Çekme ve katlama deneyleri uygulanmıştır. Korozyon dayanımlarını incelemek için hızlandırılmış korozyon deneyi yapılmıştır. Ayrıca kaynaklı bağlantılar metalografik çalışma olarak makro ve mikroyapısal incelemeler yapılmıştır. Yapılan çalışmalar sonucunda SG2 kaynak teli ile yapılan MAG gazaltı kaynak yöntemi ile en iyi mekanik ve korozyon özelikleri elde edildi. XVII

INVESTIGATION OF MECHANICAL AND CORROSION BEHAVIOUR OF ARC WELDED JOINTS ON GALVANIZED STEEL SHEETS SUMMARY Because of their high corrosion resistance, galvanized steels have been used for many years in various industries and their application areas are improving rapidly. Main application areas are steel structures such as bridges, storage tanks, pipes, automotive industry and sheet steel industry where corrosion problems is commonly important. Galvanizing methods change with the materials production technique, design properties and the service conditions where the material is used. Depending on the application areas the versatile method for metallic joining of galvanized steels are welding techniques. However in some cases galvanized steels can be joined by bending, flatting, screwing or soldering and in those cases usually the coated zinc layer is not damaged. Consequently in large production rates where the economic factors are important; welding techniques should be used. Especially in the case of fusion welding, the occurence of some problems are inevitable. Because of the high welding heat input, the base metal melts and heat affected zones (HAZ) develop. In the molten weld metal metallurgical reactions that occur between Zn-Fe forms brittle phases and also some damages occur in the zinc layer nearby the weld bead; so the corrosion resistance of the coated material decreases in those regions. In this study, hot-dip galvanized 3 mm thick steel sheets of DIN 1623 USt-12 were used. The coating weight differed between 99 and 174 gr/m2. Galvanized sheets were welded in the form of square edge butt, lap and single fillet welds using SMAW, GMAW and soldering processes. In SMAW process welding consumables were rutile, rutile-cellulose, cellulose and basic electrodes. For the GMAW process the welding consumable were SG2 wire electrodes and C02 were used as shield gas. After the welding operation visual inspections were made. Metailografic examination, tensile test, bending test and salt-spray corrosion test were carried xviiiout on the specimens which are taken from each welded sheets. Also, welding parameters were optimized in order to improve strength of welds and corrosion resistance. The results of the study showed zinc content of weld metal have no detrimental effect on joints statical strength. When shielded electrodes were used cellulose electrodes gave the best results with respect to their tensile and yield strengths. In bend tests the welds of rutile-cellulose electrodes showed the most brittle behaviour.Heavy spattering was observed in GMAW process. Spattering creates problems in the case of sheet that are to be painted and also spattering effects laminar flow of the gas by adhering to the nozzle. In all welded samples after the salt-spray tests it's observed that rusting occured in a wide zone where the coating has vaporized due to process heat. This zone was painted by primers. Although it wasn't zinc rich primer, It protected this zone efective where it coated the bead sufficiently. But the primer must be zinc rich to obtain an anodic coating. So this zone must be protected by reconditioning methods such as zinc rich primers. XCYfc,, - j j:J xix