AISI 321 paslanmaz çeliğin TIG ark kaynak yöntemiyle birleştirilmesinde kaynak ilave metalinin ve koruyucu gazın etkisi

Abstract

Bu çalışmada AISI 321 (X6CrNiTi18.10) östenitik paslanmaz çelik çifti ER 309L, ER 347, ER 2209 kaynak ilave metalleri ile üç farklı koruyucu gaz ortamında (Ar + %2 N, Ar + %4 N, Ar + %10 He + %2 N) TIG ark kaynak yöntemiyle alın alına çok pasolu olarak birleştirilmiştir. Birleştirmelere kaynak ilave metalinin ve koruyucu gaz ortamının etkisi araştırılmıştır. Bu amaçla, kaynaklı birleştirmelerin mekanik özelliklerini belirlemek için çekme, üç nokta eğme, -50 oC çentik darbe testleri uygulanmış ve sertlik ölçümü gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, kaynaklı birleştirmelerin metalografik incelemeleride optik ve taramalı elektron mikroskobundan yararlanılarak yapılmış böylece mikroyapı ile mekanik özellikler arasındaki ilişki irdelenmiştir.Yapılan mekanik test sonuçlarına göre maksimum çekme dayanımı ve en yüksek sertlik değerleri Ar + %4 N koruyucu gaz altında ER 2209 kaynak ilave metali ile birleştirilmiş numunede elde edilmiştir. Genel olarak kaynak metalinden -50 oC sıcaklıkta yapılan çentik darbe deney sonuçlarına göre en iyi tokluk ER 309L kaynak ilave metali ile birleştirilen numuneden elde edilmiştir. 180°'ye kadar yapılan eğme testi sonucunda, göz ile yapılan muayenede kaynaklı numunelerin hiçbirinde çatlak, yırtık vb. hata görülmemiştir.Sonuç olarak elde edilen bulgular her üç kaynak ilave metalininde bu tür çeliklerin birleştirmesinde kullanılabileceğini ancak kullanılan koruyucu gaz olarak Ar + %4 N en iyi sonucu verdiği tesbit edilmiştir.

In this study, AISI 321 (X6CrNiTi18.10) austenitic stainless steel was joined under (Ar + %2 N, Ar + %4 N, Ar + %10 He + %2 N) shielding gases by TIG arc welding methods in which ER 309L, ER 347, ER 2209 welding consumables were used. The multipass butt joining technique was used for weldment. The effect of welding consumables and shielding gas on weldment is investigated in detail. In order to determine the mechanical properties of weldment, the tensile, three point bending and Charpy V-notch test at -50 oC temperature and the hardness measurement on cross section of weldment were carried out. In addition, the metallographic evaluation was also carried out by using optical and SEM microscopes. So, the relationship between the mechanical properties and microstructure was determined.The maximum tensile strength and highest harness values were determined in weldment that was joined with ER 2209 welding consumable under Ar +%4 N shielding gases. The highest toughness at -50 oC temperature was obtained in weld metal that was joined with ER 309L welding consumable. No crack was observed on all 180o bended test samples.As a conclusion, the obtained findings show that the AISI 321 austenitic stainless steel can be welded with all three welding consumables. As a shielding gas, the Ar + %4 N gas mixture gave better result.