Bimetalik U profil üretimi için makaralı bükme hattı tasarımı ve imalatı

Çift katmanlı saclar, farklı özelliklerdeki iki metalin yapıştırıcı ile yapıştırma, basınç kaynağı, soğuk ve sıcak haddeleme, patlatma kaynağı ve rulo yapıştırma (roll bonding) gibi çeşitli yöntemlerle üretilmesidir. Çift katmanlı saclar tek bir metal ile sağlanamayacak özellikleri sağlayabilmek için kullanılmaktadır. Üretilen çift katmanlı saclar ile yüksek mekanik özellikler, korozyon direnci, hafiflik, yüksek aşınma direnci, elektriksel iletkenlik, termal kararlılık ve şok emicilik gibi farklı özellikler elde edilir. Makaralı bükme (roll forming) işlemi ardı ardına konumlandırılmış şekillendirme istasyonlarının içerisinden sac malzemenin geçerken bükülerek istenilen profil kesitinin elde edilmesi yöntemidir. Makaralı bükme, farklı kesitlerdeki profil parçaların kolay bir şekilde imalatını sağlayan gelişmiş bir üretim sistemidir. Bu çalışmada, Al 1050 (H14) alüminyum alaşımı ve 304 kalite paslanmaz çelik levhaları yüzeylerin kimyasal ve mekanik temizliğinden sonra üst üste istiflenerek ısıtıcı fırında 430º'de, 60 dk tavlanıp üç çevrimde rulo yapıştırma yöntemiyle birbirine bağlanmıştır. Üretilmiş olan çift katmanlı levhalar, çalışma için özel olarak imal edilmiş olan makaralı bükme hattıyla şekillendirilerek 500 mm boyunda U profil imal edilmiştir. Sonrasında, makine ayar parametreleri değiştirilerek U profil şekillendirilmesi sırasında meydana gelen boyuna eğilme ve kenar yüzeyde dalgalanma kusurlarının büküm açısı artışı, istasyonlar arası mesafe ve hat hızı parametrelerine bağlı olarak nasıl değiştiği deneysel ve sayısal olarak incelenmiştir. Sonuçlar, 500 mm boyunda U profil için, istasyon sayısının 8'den 4'e düşürülmesi ile boyuna eğilmenin deneysel çalışmada 8,1 mm, simülasyon çalışmasında ise 7,6 mm olduğu görülmüştür. 4 istasyonlu modelde kenar dalgalanmanın ise hem deneysel çalışmada hem de simülasyon çalışmasında bariz şekilde orta çıktığı görülmüştür. 500 mm boyunda U profil için, istasyonlar arası mesafenin 156 mm'ye düşürülmesi ile boyuna eğilmenin deneysel çalışmada 0,7 mm, simülasyon çalışmasında ise 0,9 mm olduğu görülmüştür. 250 mm ve 400 mm istasyonlar arası mesafede yapılan testlerde herhangi bir kalite farkı görülmemiştir. Profil kesitine göre, belirli bir limit mesafenin altında bu kusurlar ortaya çıkarken, belirli bir limitin üzerinde mesafe attırılsa dahi herhangi bir değişikliğin olmadığı gözlenmiştir. 500 mm boyunda U profil için, hat hızının 51,5 mm/s'den 193 mm/s'ye çıkarılarak üretilen profil kesitlerinde herhangi bir fark olmadığı gözlenmiştir. Sonuç olarak makaralı bükme yöntemiyle, çift katmanlı Al 1050-304 paslanmaz çelik levhasına şekil verilmesinde büküm açısı artışının, istasyonlar arası mesafe değişimi ve hat hızı değişimine göre daha önemli bir kriter olduğu görülmüştür.