Robotik lazer kaynak ve plazma ark kaynak yöntemleri ile birleştirilen AISI 410S ferritik paslanmaz çeliğin mekanik, mikroyapı ve kaynak sonrası ısıl işlem özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Paslanmaz çelikler, adı paslanmaz çelik olarak da adlandırılmasa da ilk olarak 1821 yılında Fransız metalurjist Pierre Berthier tarafından demir-krom alaşımının korozyona karşı direncini fark etmiştir. Ancak bu tarihten sonra ısıl işleme tabi tutulması yetersiz olduğu için pratik üretime geçilememiştir. Paslanmaz çeliklerin asıl başlangıcı, 1913 yılında İngiliz metalurjist Harry Brearly tarafından tüfek namlularını geliştirmek için yaptığı araştırmalar sonucu tesadüfen bulmuştur. Daha sonraki yıllarda piyasaya sürülen paslanmaz çelikler, sanayi ve günümüzde önemli bir yer edinmiştir. İlerleyen yıllarda paslanmaz çelikler türlerine ve kalitelerine göre geliştirilmiştir. Bu tez çalışmasında, AISI 410S ferritik paslanmaz çelik levhalar robotik lazer kaynağı ve plazma ark kaynağı yöntemiyle birleştirilmiştir. Birleştirmelerde koruyucu gaz olarak argon kullanılmıştır. Kaynak yatay pozisyonda, ortam sıcaklığında, ilave metal kullanmadan ve alın alına gerçekleştirilmiştir. Robotik lazer kaynağıyla iki farklı güç ve dört farklı hız kullanılarak birleştirme işlemi gerçekleştirilmiştir. Plazma ark kaynağıyla ise, üç farklı plazma ark akımı ve iki farklı hız kullanılarak birleştirme işlemi gerçekleştirilmiştir. Isıl işlemsiz ve kaynak sonrası ısıl işlem uygulanmış kaynaklı birleştirmelerin mekaniksel özellikleri çekme deneyi, üç nokta eğme deneyi ve sertlik ölçümleriyle tespit edilmiştir. Metalografik incelemeler ise stereo makroskop, optik mikroskop, XRD (X Işını Difraktometresi), SEM (Taramalı Elektron Mikroskobu) ve EDS (Enerji Dağılımı Spektrometresi) analizleriyle gerçekleştirilmiştir.

Although stainless steels were not called stainless steel, it was first noticed by French metallurgist Pierre Berthier in 1821. But, it was not possible to pass to practical production as the heat treatment was not enough. The main beginning of stainless steels was coincidentally discovered by British metallurgist Harry Brearly in 1913 as a result of his investigations to develop the rifle gun barrels. In the following years, stainless steels, which were introduced to the market, gained an important place in industry and today. In the following years, stainless steels were developed according to their types and qualities. In this thesis study, AISI 410S ferritic stainless steel sheets were joined with robotic laser beam and plasma arc welding method. Argon was used as shielding gas in the joints. The welding was performed without using filler metal on butt weld joint configuration at horizontal position in the ambient temperature. The jointing was carried out by using two different power and four different speeds with the robotic laser beam welding method. In addition, the jointing was carried out by using three different streams and two different speeds with plasma arc welding method. The mechanical properties of laser welded joints without heat treatment and after welding are determined by tensile, three point bending test and hardness measurements. The metallographic investigation was evaluated by an Optical microscope, Stereo- macroscope, Scanning Electron Microscope (SEM), Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS) and X-ray Diffraction (XRD).