AISI 430/AISI 1040 çelik çiftinin anahtar deliği plazma kaynak yöntemi ile birleştirilmesi, mikroyapı ve mekanik özelliklerin araştırılması

ÖZETGeleneksel ergitme kaynak yöntemleri ile birleştirilme problemine sahip olan ve özellikle kimya sanayi, havacılık, uzay ve savunma sanayisi gibi imalat alanlarında geniş bir kullanıma sahip paslanmaz çeliklerin, yeni ve ileri bir kaynak tekniği olan plazma transfer ark kaynak (PTAW) yöntemiyle birleştirilebilme şartlarının araştırılması endüstriyel açıdan büyük önem taşımaktadır.Plazma ark kaynağı; tungsten bir elektrod ve iş parçası arasında oluşturulan bir ark vasıtasıyla transfer edilmiş ısıyla metallerin birleştirildiği bir koruyucu gaz ark kaynak yöntemi olarak tanımlanır. Ark, yüksek hızda bir ark sütunu oluşturmak için bakır alaşımlı bir nozul tarafından daraltılır. Yöntem, ilave bir dolgu metali kullanmaksızın yapılır. Genellikle PTAW yöntemi, farklı kalınlığa sahip paslanmaz çeliklerin kaynağında kullanılır. Yöntem; aynı zamanda tantalyum ve zirkonyum gibi özel amaçlı malzemelerde ve alüminyum alaşımları, titanyum alaşımları, alaşımlı ve karbonlu çeliklerde, bakır ve nikel alaşımlarında kullanılır. PTAW yöntemi, üç akım modunda kullanılır. Bunlar; mikroplazma, ergitme, anahtar deliği plazma kaynak yöntemidir.Bu çalışmada, AISI 430 ferritik paslanmaz çelik ve AISI 1040 çelik çifti farklı üretim parametreleri (akım şiddeti, plazma gaz akış debisi, kaynak hızı ve nozul çapı) kullanılarak, anahtar deliği plazma ark kaynak yöntemi ile kaynak ağzı açmadan ve ilave tel kullanmadan birleştirilmiştir. Ayrıca, üretim parametrelerinin kaynaklı bağlantıların birleşme bölgesinde meydana gelen mikroyapısal değişim ve mekanik özellikler üzerine olan etkileri araştırılmıştır.Çalışmada kaynak sonrası numunelerin mekanik özellikleri ve mikroyapıları; çekme testi, optik mikroskopi ve SEM ile incelenmiş, kaynak bölgesinde Vickers sertlik skalası ile sertlik dağılımı belirlenmiştir. Kaynak bölgesinde özellik gösteren yapılar EDAX ve XRD ile analiz edilmiştir. Ayrıca, çekme ve çentik darbe testi uygulanan numunelerin kırık yüzeyleri SEM ile incelenerek kırılma tipi belirlenmiştir.Çalışma sonucunda işlem parametrelerinin, birleşme kalitesi ve kaynaklanma derinliği üzerinde önemli rol oynadığı belirlenmiştir. Farklı kimyasal kompozisyona sahip AISI 430 ve AISI 1040 çelik çiftinin PTAW yöntemi ile birleştirilmesinde, uygun akım şiddeti, plazma gaz debisi ve kaynak ilerleme hızı kombinasyonlarında kaynak kalitesini artırmak mümkün olabilmektedir.Çalışmanın birinci bölümünde konuya giriş yapılmış, ikinci bölümünde paslanmaz çelik ve türleri, paslanmaz çeliklerde kullanılan kaynak yöntemlerinden bahsedilmiş, plazma ark kaynağı hakkında geniş bilgiye yer verilmiştir. Aynı zamanda bu bölümde, güncel literatürlerden örnekler verilerek yapılan çalışmaların amaçlarından bahsedilmiştir. Üçüncü bölümde deneysel çalışmanın yöntemi ve deneylere hazırlık aşamaları ele alınmıştır. Dördüncü bölümde deneysel çalışmalar detaylı olarak incelenirken, deney sonuçları irdelenmiş, beşinci ve son bölümde de çalışma sonunda elde edilen genel sonuçlar verilmiştir.Anahtar kelimeler: Anahtar Deliği Plazma Ark Kaynağı, AISI 430 Ferritik Paslanmaz Çelik, AISI1040 çeliği.