Effects of mistakes which made during the hole tapping manually on tensile strength of a threaded connection

Günümüzde, civata ve kaynak bağlantıları çelik konstrüksiyonların bir parçası olarak sık kullanılırlar. Her iki bağlantı türününde avantajları ve dezavantajları vardır. Eğer, düzgün bir şekilde tasarlanırsa iki tür bağlantıda aynı dayanıma sahip olur. Bu bağlantı türleri arasındaki en önemli fark ise, cıvatalı bağlantı eğitimsiz bir işçi tarafından bile uygulanabiliniyorken, kaynaklı bağlantı sertifikalı bir kaynakçı tarafından yapılmalıdır.Bu tezde , bir gövdeye manuel olarak delik açılması sırsaında ortaya çıkabilecek hataların, bağlantının dayanımını nasıl etkilediği ve bu hata geçici bir süre için nasıl telafi edilebilir soruları üzerinde durulmuştur. Deneylerde, piyasada mevcut bilinen bir marka civata kullanılmıştır. 8.8 kalite civata seçilmiştir. 8.8 kaliteyi seçmemizin sebebi piyasada istenilen özellikleri sağlayan ve en çok kullanılan civata olmasıdır. Somun malzemesi olarak AISI 1040 çeliği kullanılmıştır. Bir üreticiden işlenmemiş olarak alınan AISI 1040 çelik çubuklara standart kılavuzlar ile manuel diş açılmıştır. İlk aşamada somun malzemesi olarak kullanılan AISI 1040 çeliğinin istenilen mekanik özellikleri sağlayıp sağlamadığını kontrol amaçlı, bu malzemeden iki adet 5mm çapa sahip numune üretilmiş ve bunlar çekme testine tabii tutulmuştur. Elde edilen sonuçlarda malzemenin maksimum dayanım yükü ortalama 14,8 kN, kopma mukavemeti ise 753 MPa'dır. 8 kalite çelik somunun dayanımının 800 MPa olduğu ve piyasada kullanılan çoğu somunundada çelik yerine demir alaşımları kullanıldığı düşünülürse, elde edilen değerler makuldür. Üretilen somunlarda kullanılan matkap çapları aşama aşama arttırılarak, somunların diş üstü çapları azaltılmış yani civata somun bağlantısında eksene dik diş temas derinlikleri azaltılmıştır. Bu yapılarak, civata somun bağlantısında meydana gelen zarar türünün hangi aralıklarda değiştiği saptanmaya çalışılmıştır. Deneylerde gerçekleşen zararlar civatanın kopması ve civata dişlerine zarar gelmesi olarak iki şekilde meydana gelmiştir. Elde edilen sonuçlarda, yaklaşık 5 mm kalınlığa sahip bir somunun kullanıldığı bağlantılarda yaklaşık 0,365 ila 0,315 mm arasında değişen eksene dik diş temas derinliklerinde bağlantıda dişlere zarar geldiği tespit edilmiştir. Bu aralık saptandıktan sonra, bu saptanan diş yüksekliği sabit tutularak somun yüksekliği arttırılmış ve bağlantıda dişe zarar gelmemesi için bu yüksekliğin hangi aralıklarda olması gerektiği saptanmaya çalışılmıştır. Sonuçlar, yaklaşık 0,315 mm eksene dik diş temas yüksekliğine sahip bir bağlantıda 6,12 mm somun kalınlığında dişlere zarar gelmiş, 6,18 mm somun kalınlığında ise civata kopmuştur. Yani, zararın türünü belirleyen aralık 6,12 ila 6,18 mm aralığıdır. Sonuç olarak, 0,315 mm eksene dik diş temas derinliğine sahip bağlantıda somun yüksekliği, somun minör çapının % 137 ila %139'su olduğu aralığın altındaki değerlerde dişlerde hasar oluşmakta, üstündeki değerlerde ise civata kopmaktadır. Eksene dik diş temas yüksekliğinin sabit olmadığı genel durum ele alınırsa, kullanılan matkap çapının somun yüksekliğinden küçük olduğu durumlarda matkap çapı somun yüksekliğinin yaklaşık olarak %89'u ve üstünde ise civata kopmakta, altında ise civatanın dişlerinde hasar oluşmaktadır. Matkap çapının somun yüksekliğinden fazla olduğu durumlarda ise, matkap çapı somun yüksekliğinin 1,07 katından küçük veya eşit ise civata kopmakta, 1,09 katından büyükse civatanın dişlerine hasar gelmektedir. Deneylere ek olarak, dişlerde hasar oluşan somun ölçülerinde somun ile civata dişleri arasına reçine bazlı yapıştırıcılar sürülerek bağlantının dayanımı arttırılmaya çalışılmıştır, ancak tutarlı sonuçlar elde edilememiştir.Somunların diş yüksekliklerinin daha az olması, yarı mamül somuna delik açılırken kullanılan standart matkap çaplarından daha büyük matkap çapları kullanılarak delik çapları arttırılmış ve standart kılavuzlar kullanılarak sağlanmıştır. Üniversal çekme cihazında, civata bağlantısını çekebilmek için hazır bir aparat olmadığı için, M6,M8 ve M10'luk civata bağlantılarının kullanıldığı deneylerin yapılabileceği bir çekme aparatı tasarlanmış ve İTÜ Makine Fakültesi Makine Elemanları laboratuvarlarında üretilmiştir.Deneylerde kullanılan 3 ton kapasiteye sahip Universal çekme cihazının kapasitesi göz önünde bulundurarak deneylerde M6 civata kullanılmak üzere seçilmiştir. Somunlar, İTÜ Makine Fakültesi Makine Elemanları laboratuvarlarında üretilmiş, Işık Üniversitesi Makine mühendisliği laboratuvarlarında deneyler gerçekleştirilmiştir.