Search

ÖZETHavacılık sektöründe Ti6Al4V alaşım malzemesine oranla gün geçtikçe kullanımı ve önemi artan Ti-5553 alaşım malzemesinin talaşlı işlenebilirliği ile ilgili çalışmalar yapılmaktadır. Ti-5553 alaşım malzemesinin Ti6Al4V alaşım malzemesine oranla çekme ve yorulma dayanımı gibi özelliklerinin daha yüksek olması talaşlı işlenebilirlikte problemler çıkarmaktadır. Meydana gelen bu problemleri daha iyi anlayabilmek ve çözüm üretebilmek için sonlu elemanlar yöntemlerinden yararlanılmaktadır. Bu tez kapsamında, Ti-5553 havacılık alaşım malzemesinin dik kesme işleminde talaş açısının, kesme hızının ve kriyojenik, minimum miktarda yağlama (MQL) gibi kesme koşullarının kesme kuvvetleri, kesme sıcaklıkları, talaş morfolojisi ve yüzey bütünlüğü gibi çıktılara etkileri ilk kez araştırılmıştır. Ti-5553 alaşım malzemesi için sonlu elemanlar yöntemiyle farklı kesme koşulları ve parametrelerinde dik kesme simülasyonları yapılmıştır. Farklı koşullar ve farklı kesme parametreleri altında kesme kuvvetleri, talaş morfolojisi ve sıcaklıkların tahmin edilebilmesi için Johnson-Cook bünye denkleminden yararlanılmıştır. Model Fortran dilinde kod olarak yazılmış ve Deform-2D sonlu elemanlar yazılımına entegre edilmiştir. Böylece çok farklı kesme koşulları ve parametrelerinde meydana gelen kesme kuvvetleri, talaş morfolojisi ve sıcaklıklar tahmin edilerek, deneysel olarak elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Modelin Ti-5553 alaşımın talaş kaldırma sürecini çok iyi tahmin edebilme kabiliyetine sahip olduğu görülmüştür.Dik kesme sonucu elde edilen numunelerin yüzey bütünlüğü analizleri kapsamlı şekilde yapılmıştır. Kesme koşullarının ve kesme parametrelerinin iş parçası yüzey bütünlüğü karakteristiklerini önemli ölçüde etkilediği gözlemlenmiştir. Farklı koşullarda talaş kaldırma operasyonu sonucu faz dönüşümleri ve tane küçülmeleri gözlemlenmiştir. Bu malzemenin yüzey bütünlüğü özelliklerinin talaş açısı, kesme hızı ve kesme koşulları ile doğrudan ilişkili olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Ti-5553 alaşımın yüzey bütünlüğü tahmini kapsamında Zener-Hollomon modeli Fortran dilinde kod olarak yazılarak, Deform-2D sonlu elemanlar yazılımında talaş kaldırma simülasyonuna entegre edilmiş ve farklı kesme koşulları, kesme parametreleri için tane küçülmesini tahmin edebilen simülasyonlar gerçekleştirilerek deneysel verilerle kıyaslanmıştır. ABSTRACTIn the aviation sector, studies are being conducted on the machinability of Ti-5553 alloy material, which is increasingly used and increasing in importance compared to Ti6Al4V alloy material. Ti-5553 alloy material has higher properties such as tensile strength and fatigue strength compared to Ti6Al4V alloy material, which causes problems in machinability. In order to better understand these problems and to be able to produce solutions, finite element methods are used.In this thesis, in the machinability of Ti-5553 aerospace alloys, the effects of rake angle, cutting speed and dry, MQL and cryogenic coolant on machining performance of this Ti-5553 alloy by measuring cutting forces, cutting temperature, chip morphology etc. were investigated. Ti-5553 alloy material, different cutting conditions and parameters were simulated by finite element method. The Johnson-Cook constitutive equation has been used to estimate cutting forces, chip morphology and temperatures under different conditions and different cutting parameters. The model was written as subroutine using Fortran and integrated into Deform-2D finite element model software to simulate chip formation process. Thus, cutting forces, chip morphology and temperatures were predicted and compared to the experimental results obtained in very different cutting conditions and parameters. Experimental comparision shows that the model is well capable of predicting chip formation process of this alloy. Surface integrity characteristics of the parts obtained from orthogonal cutting tests have been extensively investigated. It was found that cutting conditions and parameters substantially affects surface integrity characteristics. Machining process leads to occuring phase transformation and grain refinement under various conditions. It was demonstrated that surface integrity characteristics of this alloy is very sensitive to rake angle, cutting speed and cutting conditions.Zener-Hollomon model was utilized to predict surface integrity characteristcs of this alloy. The model was written as Fortran code and integrated into Deform 2D during cutting simulation to predict surface integrity characteristics including grain size induced from cutting parameters and conditions. Simulation results are compared with experimental data.

ÖZETBu çalışmada elektrokimyasal yöntemleri kullanarak polikristalin gümüş elektrot üzerinde çinkonun elektrolitik biriktirilmesinin başlangıç aşamaları incelenmiştir. Bu amaçla çinkonun sabit konsantrasyon ve sabit pH'daki çinko sülfat çözeltisinden elektrokristalizasyonunda akım-zaman eğrisi ayrıntılı olarak analizlenmiştir. Elde edilen analiz sonuçları eldeki matematik modele göre değerlendirilmiştir. Bu matematik model kristallerin koniler şeklinde büyüdüğü ve çekirdeklenmenin sonsuz olarak devam ettiği varsayımlarına dayanır.Denemelerden elde edilen sonuçlar kullanılarak çeşitli potansiyel değerlerinde çekirdeklenme ve kristal büyüme hız sabitleri hesaplanmıştır.Bu hız sabitlerini kullanarak transfer katsayısının hesaplanması, dislokasyon olup olmadığının belirlenmesi ve büyüyen kristallerin geometrisinin tayini amaçlanmıştır. Deney sonuçlarına göre çizilen grafiklerin incelenmesi sonucunda üç-boyutlu çekirdeklenme ve kristal büyümesinin gerçekleştiği anlaşılmıştır. Bu nedenle kristal büyüme hız sabiti olarak hem dikey, hem de yatay yönlerdeki kristal büyüme hız sabitleri hesaplanmıştırYapılan çalışmalarda zemin akımı (ib) çok büyük bulunmuştur. Bunun çinko tabakalarının çok hızlı bir şekilde oluşması ve çinko kristallerinin bunların üzerinde büyümeye devam etmesinden kaynaklandığı sonucu çıkartılmıştır. Çalışılan potansiyel değerlerinde hesaplanan hız sabitlerinin grafiğe geçirilmesiyle elde edilen lnk3cı ile E arasındaki eğrinin eğiminden a transfer katsayısı hesaplanmış ve bu değerin 0.72 olduğu saptanmıştır. lnk3cÖNo ile lnk3cı arasındaki eğrinin eğiminin de 1'den büyük olduğu bulunmuş ve dolayısıyla dislokasyon olduğu sonucuna varılmıştır.SUMMARYA STUDY OF THE ELECTROCRYSTALLIZATION OF ZINC ON POLYCRYSTALLINE SILVER ELECTRODEIn this study the initial stages of Zinc Electrodeposition on Polycrystalline Silver Electrode are investigated by using Electrochemical Methods. For this purpose the current-time transient for the Electrocrystallization of Zinc from a zinc sulphate bath of constant concentration and pH had been analysed in detail. The results of this analysis are evaluated by using a known mathematical model. This model is based on the assumptions that the shapes of the crystals are right circular cones and that the nucleation continues indefinetely. Using the results obtained from the experiments, the rate constants of nucleation and crystal growth were calculated at different potential values. In turn using these constants, the transfer coefficient was calculated, the geometry of the growing crystals was determined and whether there is dislocation was investigated. Analysis of the diagrams, which are drawn by using the results of the experiments, displayed three-dimensional nucleation and crystal growth. Thus, two rate constants, one in horizontal direction and the other in vertical direction, are calculated for the growth.The background current (ib) is found quantitively large which is due to the fast formation of the zinc layers and the subsequent crystal growth on them. The a transfer coefficient was calculated from the slope of the lnk3cı - E transient, diagram of the rate constants against the potantial, and is found to be 0.72. The slope of the lnk3cÖNo - lnk3cı transient is found higher than 1, which indicates that dislocation has occurred.

Özet Teknolojinin mühendislik alanlarında hızla ilerlemesi sonucu, makine yapı elemanları ve malzemeleri devamlı artan komplex talep profillerini karşılamak durumunda kalmaktadır.Malzemelerin üretiminde kullanılan hammadde reservlerinin azalması ve malzeme maliyetlerinin artması da mevcut malzemelerin farklı talepleri karşılayacak şekilde dizayn edilmelerini gerekli kılmaktadır. Bu tez çalışmasında, talaşlı, işlem piyasasında önemli bir yer bulan sert maden ve daha yüksek hızlarda kesme yapabilecek, aşınmaya, ısınmaya v.b. mekanik özelliklere sahip kaplamalı sert metallerin, malzemelerin işlenmesinde gerekli optimizasyonu sağlamak amacıyla verimliliği artırıcı uygulamalar incelenmiştir. Summary As a result of rapid improvement of tecnology in egineering, machine contruction elements and equipments have to meet the complex demand profiles.The raw material reserves which is used in equpment production, and increase of exponding to meet different demans. In this thesis, it is studied that some applications have been invastigated that increase the efficiency to provide optimisation in playing. 124

ÖZET Nokta kaynağı veya punta kaynağı ısı ve aynı zamanda basıncın tatbik edilmesiyle meydana gelen bir kaynak usulüdür. Bu yöntemle genel olarak 4mm kalınlığa kadar metal saçların birbirine kaynağı yapılmaktadır. Hazırlanan bu tezde elektrik direnç nokta kaynak birleştirmesinin prensibi, Çelik saçların, Paslanmaz çeliklerin ve Alüminyum alaşımlarının pratik kaynak birleştirme şartları, kullanılan kaynak makinaları, elektrodlar ve otomatik kalite kontrol yöntemleri hakkında bilgi verilmiştir. Nokta kaynağında ısı üretimine tesir eden faktörlerden; Basınç akım şiddeti, akım süresi, parça yüzey kalitesi, metal elektrik direnç özellikleri teorik olarak incelenmiştir. Nokta kaynak birleştirmesinde görülen hatalardan; Nüfuziyet yetersizliği, gözenekler, çatlaklar ve yüzey hatalar açıklanmıştır. Nokta kaynak birleştirmesinin mekanik özelliklerin tespitinde yararlanılan tahribatlı muayene yöntemleri açıklanmıştır. Düğme boyutunun tespiti, kaynak edilen parçalarda sertleşme analizi, çekme-makaslama, normal çekme, darbe ve yorulma deneyi tanıtılmıştır. Bu deneylerin numune boyut ları, birleştirme geometrileri de şekillerle izah edilmiştir. -I- SUMMARY Spot welding is a type of welding done applying heat and pressure simultaneously. By this method, metal sheets usually up to 4mm thickness are welded. In this thesis knowledge is provided obout the principle of electrical resistance spot welding; practical welding conditions of steel sheets, stainless steels and alumin ium alloys; electrodes, and automatic quality control techiques. Factors affecting the heat production such as pressure current intensity current time, piece surface quality, properties of metallic resistance to current are all investigat ed theoretically. Of the sources of defaults occuring in spot welding penetration deficiency, porosi ty cracks and surface imperfections are discussed. Destructive testing methods used for determining the mechanical properties of spot welding are explained. Determining of button dimensions, analysis of hardening in welded pieces, and experiments of tension-shearing, normal tension, impulse and fa- tique are defined. Besides, sample dimensions and connection geometries in these ex periments are illustrated. 84

ÖZET Günümüzde, teknolojinin hızla gelişmesi sonucunda bilgisayar her alana girmiş ve kulllanımı da hızlı bir şekilde artmıştır. Talaşlı imalatta ise bir çok kontroller, deneyler, optimizasyonlar ve gösterimler bilgisayar yardımıyla yapılmaya başlanmıştır. Talaşlı imalatta iş parçası üzerinde yapılacak herhangi bir operasyonda yanlış bir işlemin veya seçimin yapılması sistemin bozulmasına veya çok büyük kayıplara uğramasına sebep olur. Talaşlı imalata başlayanların operasyon tanımı ve gösterimi için tezgah üzerinde uygulama yapması yerine bilgisayar üzerinde bulunan yazılımlar kullanılarak daha sağlıklı ve maliyet az olur. Bu tezde, tornalamada talaş kaldırmaya etki eden faktörler incelenmiş olup kesici takım seçimi, kesme bilgilerinin bulunduğu ve operasyon gösterilerini içeren bir yazılım hazırlandı. Bu yazılım, çeşitli kesici takım resimleri ve bu takımların kodlarını vermektedir. SUMMARY Todays machine technology has been improving for using computer systems. In the manufacturing systems, a lot of controls, showing, animation have been started to do by using computer systems. For manufacturing system is very expensive because of some operation is done by computer system later starting real cutting processing. There are so many programs about CAD/CAM (Computer Aided Design / Computer Aided Manufacturing) and backplotting etc. The purpose of this thesis is to analyze factors of cutting on turning operation and selecting optimum tools for rough turning operations. A computer program has been written for selecting tools. According to kind of turning operation, tool is selected by program and can seen specifications and diagram of tool on the screen. The series of operation on turning are seen on the screen. 91

ÖZET Doğal çalışma ortamında kırılan metalik malzemeler, birbirlerinden farklı ve kendilerine has karakteristik özellikler gösterir. Laboratuvarda yorulma ortamı sağlanarak yapılan testler sonucu özel kırılmış numuneler ve sanayide servis ortamında kırılmış gerçek numunelerin kırık yüzey analizleri, gözlemsel vede mikroskopik olarak yapılmıştır. Tüm kırılma tipleri, mikro çatlaktan son kırılmaya kadar belirli yayılma izini takip eder. Yorulma kırılmasına uğramış endüstriyel metalik malzemelerin gözlemsel olarak analizi ve sistematik olarak sınıflandırılması bu çalışmanın başlığını oluşturmaktadır. Uzun bir süreç içerisinde endüstriden toplanarak biriktirilmiş, çeşitli metal yorulması örnekleri ve bunların çalıştıkları doğal ortam koşullan ile ilgili bilgiler tez araştırması için ana kaynağı oluşturmuştur. Karşılaştırmalı olarak örneklerin analizi için laboratuvarda yorulma dayanımı testi yapılmıştır. Tüm bu analizlerin sonucu olarak, bütün yorulma kırılması tiplerinin yüzeydeki yorulma izlerine göre sistematik olarak sınıflandırılabileceği gösterilmiştir. Bütün kırılma tiplerini kapsayacak daha detaylı bir çalışma, gelecekte dizayn mühendisliği için kullanışlı bir kaynak olacaktır. ABSTRACT Failures of Metallic Components have their roots of origin in the imposed service conditions. Failure patterns based on laboratory testing and long-term accumulation of real samples, have been visually and microscopically observed. All types of fracture follow certain patterns of propagation. A systematic classification of failures by visual observation of fracture in industrial metallic component, with particular reference to fatigue fracture, was the topic of this study. The failure samples collected in the laboratory over a long time period, including the history of origin of the failures were the main sources available for the study. Comparative features were re-checked by carrying out fatigue tests. As the result of intensive analysis, almost all types of failure have been systematically groupped by following fatigue marks. Further research is required to cover all types of failure in order to be a most useful source of information for the designers in the future. 102

ÖZET Gelişmiş ülke ekonomilerinde çok yaygın kullanım alanına sahip olan modern kaynak yöntemleri son zamanlarda ülkemizde de yayılma eğilimindedir, imalatçılar kaynak tekniğinin kendine has olan özelliklerinden faydalanarak yapacakları ise göre uygun kaynak yöntemini seçerler. Kaynak yönteminde birinci derecede önemli olan uygulama sının kolay ve ekonomik olmasıdır. Firmalar kar maksatlı kuruluşlar olduğu için maliyeti en aza indirmeye çalışırlar. Seçilen kaynak usulünün ve bu usulün otomasyon derecesinin kalite ve maliyet faktörüne etkisi büyüktür.Kaynaklı imalatın üretim planlaması sırasında, kullanılacak kaynak yöntemine de karar verilir. Her kaynak işlemi ve her kaynak ile birleştirilmiş konstrüksiyonların yapımlarında gerekli olan kaynak maliyetini düşürmek için her türlü gayret sarfedilmelidir. Pek çok maliyet analizi çalışmaları elektrik ark kaynağını, gazalti ve tozaltı kaynakları ile mukayese etmeye yöneliktir.Yapılan çalışmalar sonucunda seri üretimde elektrik ark kaynağının bu usuller içerisinde en pahalı olan yöntem olarak ortaya çıktığını göstermektedir. Yapılan kaynak maliyet analizleri, firmalar tarafından kaynak islerine ilişkin ihaleler için yoğun programlarla ilgili fiyat tesbiti için, kaynaklı yapıların kıyaslanması ve rekabet prosesleri için maliyet tahminlerini tesbit etmekte kullanılır. Tezimiz içerisinde oksi-gaz, elektrik ark, gazaltı ve tozaltı kaynaklarının teknik, ekonomik ve kullanım açıların dan mukayesesini çeşitli tablolar, şekiller, grafikler ve örnek problemler yaparak açıklamaya çalıştık. Ayrıca tezimizin son kısmında kaynaklı imalatı yapılan islerin teknik resimlerini ve TSE ' ye göre kaynak ağızlarını gösteren şekiller verdik. üretim aşamasında kullanılması gereken en uygun yöntemin hangisi olduğuna karar veren kişilerin seçiminde kolaylık sağlayacak şekilde düzenlemeye çal iştik. Kaynakların yapım ve üretim tekniklerini mukayeseli olarak anlattık. Konstrüktörlerin dikkat etmesi gereken hususlara da bir nebze ışık tuttuk. Kaynaklı üretim esnasında kullanılan kaynak yönteminin maliyetinin hesaplanmasında da vermiş olduğumuz formül ve örnek problemler yardımcı olacaktır. II SUMMARY Modern welding methods which have a great range of usage in the economy of developed countries has a tendency to expand in our country. Manufacturers choose the convenient welding method which is suitable for their work making use of major importance in welding techniques. What is of major importance in welding method is its being economical and easy to apply. Firms try to reduce the cost to the loest level because, they always consider profit. The way of chosen welding and in the effect of automation degree of this way to the quality and the cost is great. The welding method to be used is decided during the planning of production of welded products. Any kind of efforts should be exerted to decrease the welding cost which is necessary in every welding application and in the productions of welded constructions. Many studies of cost analyzing is intended to compare electric arc welding with gas welding and powder flux welding. The studies have shown that in mass production electric arc welding is the most expensive one among other methods. The cost analyzes of welding is used to fix the price for intense programs of let contracts to for welding by firms to compare the welded constructions and to determine the cost estimates for competition processes. In this thesis of ours we tried to explain the comparision of oxi-gas, electric ark, gas welding and powder flux welds in respect of technique, being economical and usage by giving various tables, shapes, graphs and sample problems. Furthermore at the end of our thesis we gave the technical drawings of our welded products and the drawings which show the mouths of welded areas according to TSE. At production stage we tried to make some arrangements in choosing the people who will decide the best and suitable method to be used. We also told abaut weldings and the techniques by giving comparisions. We also gave a light to the constructors abaut The important points that they shold take in to account. The formulas and sample problems will also help in estimating the cost of welding method during production by welding. Ill 145