Paslanmaz çeliklerin TIG kaynağında argon-hidrojen gaz karışımının kaynaklı birleştirmenin mekanik ve mikroyapı özelliklerine etkisi

Abstract

Bu çalışmada, AISI 304 (X5CrNi1810) türü östenitik paslanmaz çelik levhalar TIG kaynak yöntemi ile farklı koruyucu ortamlar kullanılarak birleştirilmiştir. Kaynak işlemleri saf argon, argon+%1,5 H2 ve argon+% 5 H2 olmak üzere üç farklı koruyucu gaz ortamında ve üç farklı kaynak akımında gerçekleştirilmiştir. Kaynak işlemleri aynı kaynak parametrelerinde hem alın alına hem de bindirme biçimde olmak üzere iki tür yapılmış ve tüm birleştirmelerde ilave metal olarak ER 308 L tipi ilave tel kullanılmıştır. Kaynaklı birleştirmelerin kaynak bölgelerinin dayanımlarını belirlemek için çekme, eğme, çentik darbe ve yorulma testleri uygulanmıştır. Ayrıca,kaynaklı numunelerin, kaynak bölgelerinde sertlik ve optik mikroskop çalışmaları gerçekleştirilmiştir.Yapılan sertlik testleri sonucunda, en yüksek sertlik değerleri kaynak metalinden ölçülürken onu sırasıyla ITAB ve ana malzeme takip etmektedir. Çekme testleri sonucunda her iki tür birleştirmelerde de en yüksek çekme dayanımı, argon+%1,5 H2 koruyucu gaz ortamında birleştirilmiş numunelerden elde edilmiştir. Yorulma testi sonuçlarına göre, esas metalin yorulma dayanımının hem alın birleştirmelerden, hem de bindirme birleştirmelerden daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Ayrıca argon gazı içerisine ilave edilen H2 gazının kaynaklı bağlantıların yorulma dayanımlarını düşürdüğü sonucuna varılıştır. Çentik darbe deney sonuçlarına göre, kaynaklı numunelerin tümünden ölçülen tokluk değerlerinin esas metalden daha düşük olduğu tespit edilmiştir. 180o'ye kadar yapılan eğme testi sonucunda, göz ile yapılan muayenede kaynaklı numunelerin hiçbirinde çatlak, yırtık vb. hata görülmemiştir. Son olarak, kaynak esnasında kullanılan koruyucu gaz bileşiminin kaynak metali mikroyapılarını etkilediği tespit edilmiştir.

In this study, AISI 304 (X5CrNi1810) type austenitic stainless steel sheets were joined with TIG welding method under different protective media. The welding processes were carried using pure argon, argon+%1,5 H2 and argon+% 5 H2 as shielding media at three different welding currents. Both butt welding and overlap joining processes were performed at the same welding parameters using ER 308 L as filler metal wire. In order to determine the strength of the welded joints, tensile, bending, notch stroke and fatigue tests were applied. In addition, hardness and optical microscope studies of the welded samples on the welding areas were done.As a result of the hardness tests, the highest hardness values were measured on the welding metal and these are followed by ITAB and base material. The tensile test results showed that the highest tensile strengths for the both types of joining processes were obtained under argon + %1,5 H2. Fatigue performance of the main metal was found to be better than both butt and overlap joints. In addition, addition of H2 gas into argon was considered to decrease the fatigue performance of the welded joints. As a result of the notch stroke tests, toughness values measured on the all samples were determined to be smaller than base metal. Visual examination of the bending tests carried out up to 180o showed no failures such as crack, tear etc. on the welded specimens. Consequently, it was realised that, protective gas mixture used during welding influenced the microstructures of the welding metal.