CO2 lazer kaynağıyla birleştirilmiş alüminyum matriksli kompozitlerin kaynak bölgesinin mekanik özelliklerinin incelenmesi

Bu çalışmada, Toz Metalurjisi (T/M) yöntemiyle Al matrisli SiC takviyeli metal matrisli kompozitmalzeme üretilerek lazer kaynağı ile birleştirilmesi incelenmiştir. Bu amaçla, ağırlıkça % 0, % 5, % 10,% 20 oranlarında SiC takviye elemanı ile Al99, AlCu4MgSi ve AlMg1SiCu'dan oluşan üç farklıalüminyum tozu karıştırılarak homojen toz karışımı sağlanmıştır. Karşılaştırma için aynı özellikleresahip ticari malzemeler hazır olarak temin edilmiştir. Farklı oranlardaki toz karışımları, 500 MPa'daopreslenerek 10x10x60mm boyutlarında örnekler üretilmiştir. Örneklerin parafini alma işlemi 400 C'deo o20 dakikada gerçekleştirildikten sonra 600 C ve 620 C'lerde 40 dk. sinterleme işlemi yapılmıştır.Kaynak işleminde nüfuziyetin daha iyi elde edilebilmesi için örnekler 5 mm'ye inceltilmiştir. LazerKaynağı 2500 W güce sahip lazer kaynak cihazında gerçekleştirilmiştir. Kaynak hızları 0,1; 0,3; 0,5 ve0,7 m/dk. olarak seçilmiştir. Lazer gücü ve hızı ayarlanarak MMK örneklerin kaynağıgerçekleştirilmiştir.Koruyucu gaz olarak helyum kaynak bölgesine 20 l/dk. debi ile gönderilmiştir. Kaynak işlemindensonra AlCu4MgSi-SiC ve AlMg1SiCu-SiC örneklerine çökelme sertleştirmesi uygulanmıştır. Buörneklerde sinterleme sıcaklığının, takviye oranının ve kaynak hızının etkileri incelenmiştir.Kompozit numunelerin yoğunlukları, sertlikleri, XRD analizi ve çapraz kırılma mukavemeti özellikleribelirlenmiştir. Kaynaklı örneklerin optik mikroskop ve SEM ile mikroyapıları incelenmiş ve lazerkaynağının uygulanabilirliği ile ilgili yorumlar yapılmıştırSiC takviye oranındaki artışla birlikte kompozit parça yoğunluklarının arttığı görülmüştür. Bununlabirlikte teorik yoğunluk (%), kompozit yapı içindeki parçacık takviye miktarının artmasıyla vedolayısıyla gözenek yoğunluğunun artmasıyla düşmüştür. SiC miktarındaki artış sıkıştırılabilmekabiliyetini olumsuz yönde etkilemiştir.SiC takviye oranındaki artışla çapraz kırılma dayanımında azalma, sertlikte ise artış belirlenmiştir.AlCu4SiMg-SiC ve AlMg1SiCu-SiC kompozitlerine çökelme sertleştirmesi işlemi uygulanarak mekaniközellikleri arttırılmıştır.o600 C'de sinterlenmiş 0,3 m/dk ile kaynak edilmiş Al99-SiC kompozitlerinde SiC oranının artmasıylasertlik 47.7 HV'den 98 HV'ye artmıştır. Tüm hız değerlerinde kaynak edilmiş ticari Al99 örneğindesertlik değerleri Al99-%0 SiC örneklerinden daha yüksek olmuştur.Genel olarak 0,5 m/dk. lazer kaynak hızı AlCu4SiMg-SiC kompozitleri için erimiş metalde yükseksertlik elde edilebilecek bir hızdır. AlCu4SiMg-SiC kompozitlerinin çekme dayanımlarında lazer kaynakhızı arttıkça bir azalma meydana gelmiştir.o600 C' de sinterlenmiş lazer kaynaklı AlMg1SiCu-SiC kompozitlerinde SiC oranının artması, çaprazkırılma dayanımını fazla değiştirmemiştir.Al matriksinin kırılması sünek kırılmadır. Takviye oranı arttıkça gevrek kırılma görülmüştür. Kırılmagenellikle ana metalden gerçekleşmiştir. Çekme deneyi sonunda kopmalar daha çok esas metalden veITAB'dan gerçekleşmiştir.