Farklı kaynak ağzı açısı ve geometrilerinde gerçekleştirilen kaynakların mıl-a 46100 zırh çeliği mikroyapısına ve mekanik özelliklerine etkisinin deneysel ve sayısal olarak incelenmesi

Abstract

Günümüzde gelişen silah teknolojisi, koruyucu zırhların da gelişmesini zorunlu kılmaktadır. Uygulamalar ve literatüre bakıldığında; dayanıklılık, ulaşılabilirlik, işlenebilirlik ve maliyet gibi parametrelerden dolayı, en çok kullanılan zırh malzemesinin çelik olduğu görülmektedir. Çelik zırhların farklı konstrüksiyonlara montaj kolaylığı sebebiyle, kaynak yöntemi sıklıkla kullanılmaktadır.Kaynak işlemi uygulanırken, kaynak banyosundan esas metale doğru yüksek ısı girdisi geçekleşir. Isı girdisi, uygulanan kaynağın türüne, geometrisine, açısına bağlı olarak malzemenin mikro yapı ve mekanik özelliklerini önemli ölçüde etkilemektedir.Bu çalışmada MIL-A 46100 zırh çeliğinden, MIG kaynak yöntemi ile farklı açılar ve geometrilerde numuneler hazırlanmıştır. Numuneler üzerinde; mikro yapı analizi, sertlik testi ve çekme testi yapılarak ısı girdisinin mekanik özelliklere etkileri deneysel olarak incelenmiştir. Ayrıca ANSYS Transient Thermal çözücüsü kullanılarak sayısal analiz yapılmış, elde edilen sonuçlar karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir.Giriş bölümünde zırhların kısa bir tarihi, problemin tanımı ve literatürde yapılan çalışmalardan bahsedilmiştir. Birinci bölümde, genel olarak zırh çelikleri ve özellikleri, zırh çeliklerinin kaynak edilebilirliği üzerinde durulmuştur. Kaynak metotlarından da bahsedildikten sonra zırh çeliklerinde en çok kullanılan yöntem olan ve bu çalışmada da kullanılan MIG (Metal İnert Gas) yönteminden ve kaynağa etkili olan parametrelerden bahsedilmiştir.İkinci bölümde, kullanılan zırh çeliği ve kaynak metali özellikleri üzerinde durulmuştur. 6 farklı açıda V ve X geometrilerinde numuneler hazırlanmıştır. Bu numunelerin özellikleri bu bölümde verilmiştir. Uygulanan testlerin teorilerinden bahsedilmiştir.Üçüncü bölümde ise deneysel olarak yapılan sertlik testleri, çekme testleri ve mikro yapı incelemeleri ile ANSYS Transient Thermal çözücüsünde yapılan sayısal çalışmaların nasıl gerçekleştiği, çıkan sonuçlar, görüntüler ve analiz sonuçları ortaya konmuştur ve değerlendirmeler yapılmıştır.Dördüncü ve son bölümde ise ortaya çıkan deneysel ve sayısal sonuçlar karşılaştırılmıştır.

Technology developments in weapon systems require further improvements in protective armor solutions. Upon considering defense applications and searching the current literature; thanks to parameters such as durability, accessibility, cost and processability, steel appears to be the most widely used armor material. Thanks to mountability of steel armor to various constructions, welding method is used often.During the welding process, high heat input occurs from the welding pool to the base metal. Heat input, depending on the type, geometry and groove angle of the welding applied, affects the microstructure and mechanical properties of the material considerably.In this study, there were samples prepared from the MIL-46100 armor steel in different angles and geometries. Microstructure analysis, hardness and tensile tests were conducted on the test samples and the effect of heat input on mechanical properties has been investigated empirically. Also, the results obtained using ANSYS Transient Thermal solver were evaluated comperatively.In the introduction, a brief history of armor, definition of problems and studies in the literature were mentioned. First chapter emphasizes on armor steels, their features and weldability. After bringing up the welding methods, MIG (Metal Inert Gas), the most widely used method and its effective parameters on welding were addressed.In second chapter, armor steel and welding metal features were elaborated. The samples were prepared in 6 different angles of V ve X geometries. The properties of test samples and methods of applied tests were introduced, in this chapter.In third chapter, test results such as hardness tests and tensile tests along with the microstructure analysis and solution of ANSYS Transient Thermal analysis were exhibited together with the findings and evaluations.In forth and last chapter, the obtained experimental and mumerical results were compared.