Alüminyum 6061 T6 özelliğindeki malzemenin elektron ışın kaynağı yöntemi ile kaynaklanabilirliğin incelenmesi

Elektron ışın kaynağı yöntemi birleştirme işleminin 6 mm kalınlığındaki Al6061-T6 malzemeye etkileri sayısal ve deneysel olarak incelenmiştir. Sayısal çalışmalarda üç boyutlu Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) modeli geliştirilmiş ve ANSYS 20 R1 aracılığıyla ile derlenip, çözülmüştür. Hazırlanan model, sayısal ve deneysel olarak elde edilen ısıl etkilenmiş bölgelerin, boyutları karşılaştırılarak doğrulanmıştır. Bu çalışmada üç farklı işlem parametresi olarak voltaj, akım ve hız parametreleri incelenmiştir. Voltaj parametresinde 54kV'dan başlayarak belirli artışlar ile 60 kV'a kadar voltaj değerleri kullanılarak analiz ile çözümlenmiş ve elektron ışın kaynağı uygulanmıştır. Akım parametresi 40mA'den başlayarak 44mA'e kadar çözümlenmiş ve kaynak işlemi uygulanmıştır. Son olarak ise diğer parametreler sabit tutulup hız parametresi 27 mm/s'den 33 mm/s'ye kadar hem analiz ile çözümlenmiş hem de elektron ışın kaynağı uygulanmıştır. Akımın etkisine bağlı olarak HAD modeline göre 60 kV ve 30 mm/s kaynak hızında 42 mA üzerinde ışın akımı kullanılarak kalınlığın tamamının ergitilebildiğini, deneysel çalışmalarda ise 44 mA'dan fazla ışın akımı kullanılmasını numunenin alt yüzeyinde kusurlara neden olabileceği gösterilmektedir. Bu veriler eşiğinde Taguchi Metodu kullanılarak Minitab 18.0 programı aracılığı ile parametrelerin etkileri incelenmiştir. Bütün bu çalışmalar sonucunda, yüzey kalitesine bağlı olarak, 6 mm kalınlığa sahip Al 6061-T6 malzemesi için elektron ışın kaynağı işleminin belirlenen en uygun parametre setinin 60 kV, 30 mm/s ve 42 mA olduğu belirlenmiştir. Makro yapı analizi sonucunda, ısıdan etkilenen dar bir bölge olduğu görülmüş ve temel malzeme ile ısıdan etkilenen bölge arasında hiçbir belirgin sınır görülememiştir. Bu durum hem analiz hem de test ile 11% oranında hata ile doğrulanmıştır. Ayrıca tüm bu verileri desteklemek ve elektron ışın kaynağı parametre setinin uygunluğunu doğrulamak için mikro sertlik ve çekme testleri de bu çalışmada incelenmiştir.