Search

AA5754Al alloy is widely used in industry. However, as in the case of all Al alloys, the 5xxx series Al alloys cannot be easily joined through fusion welding techniques. To address this problem, in this study, the effect of double-sided friction stir welding at various tool rotational speeds (450, 710, and 900 rpm), feeding rates (40, 50, and 80 mm × min-1), and tool tilt angles (0°, 1°, 2°) on the welding parameters and mechanical and microstructural characteristics of AA5754 Al alloy was determined. Tensile strength tests and microhardness tests were performed to examine the mechanical properties of the welded specimens. The microstructures of the welded zone were examined by obtaining optical microscopy and scanning electron microscopy images. The tensile test results indicated that the specimens exhibited the highest welding performance of 95.17 % at a tool rotational speed, feed rate, and tool tilt angle of 450 rpm, 50 mm × min-1 and 1°, respectively.

Magnezyum ve alaşımları, hafifliği ve yüksek spesifik mukavemeti nedeni ile endüstride kullanımı oldukça yaygın olan metal olup otomotiv ve uzay-uçak sanayilerindeki mühendislik uygulamalarında ön plana çıkmıştır. Magnezyum alaşımının yanıcı ve düşük ergime sıcaklığına sahip olması bu alaşımların ergitme yöntemleriyle kaynaklı birleştirilmesinde sorunlar oluşturmaktadır. Sürtünme karıştırma kaynağı, düşük işlem sıcaklığı, iyi mekanik özellikler sağlaması gibi avantajları nedeni ile magnezyum alaşımlarına uygulanabilir bir birleştirme metodudur. Çalışmada, AZ31B-H24 magnezyum alaşım levhalarının sürtünme karıştırma kaynak yöntemi ile kaynak edilebilirliği incelenmiştir. Çalışmada, sürtünme karıştırma kaynak parametreleri olarak 1000, 1400 dev/dak dönme hızları; 16, 25, 40, 50 mm/dak ilerleme hızları ve 15, 20 mm omuz çapları seçilerek bu parametrelerde kaynaklama işlemi yapılmıştır. Sürtünme karıştırma kaynağı uygulanan parçaların mekanik özellik tespiti için çekme ve mikro sertlik ölçme testleri uygulanmış, mikro yapı incelemeleri için kaynaklı yapının optik görüntüleri incelenmiş ve XRD analizleri yapılmıştır. Çekme deneyi sonucunda, kaynaklı bağlantıların mukavemeti ana malzemeye göre %75,88’lik bir kaynak dayanım değeri sağlamıştır.

Son yıllarda 3 boyutlu yazıcı teknolojisi ile parça üretimi hızla yaygınlaşmıştır. Geleneksel üretim yöntemlerine göre son derece karmaşık yapıya sahip parçalar çok kısa sürede, düşük maliyetle, hemen hemen hiçbir atık olmadan kolayca üretilebilmektedir. En yaygın olarak kullanılan 3 boyutlu yazıcı yöntemi ise ergiterek biriktirme yöntemidir (EBY). Ancak bu yöntemle sadece akrolonitril-butadien stiren (ABS) veya polilaktik asit (PLA) gibi termoplastikler kullanılarak üretim yapılabilmektedir. Son yıllarda, istenilen malzeme özelliklerinin elde edilmesi için takviyeli termoplastikler kullanılarak, EBY teknolojisi ile çalışan 3 üç boyutlu yazıcılar ile üretim yapılmaya başlanmıştır. Bu çalışmada ABS ve kırpılmış karbon elyafı takviyeli ticari ABS kompozit filamentler kullanılarak EBY teknolojili 3 boyutlu yazıcı ile üretilen ve farklı yazdırma yönleri ve farklı içyapı doldurma açılarına sahip çekme testi numunelerinin çekme testi sonuçları karşılaştırılmıştır. Çekme testi numuneleri ISO 527-2 Type-1A standardı referans alınarak 3 boyutlu yazıcıda yazdırılmıştır. Test numunelerinin içyapılarının 3 boyutlu yazıcı ile yazdırılması esnasında baskı kafasının izlediği yolun x ekseni ile yaptığı açılar 0o/90o ile +45o/−45o arasında değiştirilerek farklı içyapı doldurma açılarının mekanik özellikler üzerinde etkisi araştırılmıştır. Ayrıca mekanik özelliklerin test parçasının üretim platformu üzerine yerleştirme biçiminin etkisini tespit etmek amacıyla da test numuneleri platform üzerine yatay ve yan kenar şeklinde yerleştirilerek yazdırılmıştır. Normal ABS, aynı doldurma açısına ve aynı yönde üretilen karbon fiber takviyeli ABS'den daha iyi mekanik özelliklere sahip olduğu görülmüştür.

The microstructural characteristics of friction welded AISI 316 stainless steel samples in a welding zone and a heat affected zone were investigated. Inhomogeneous plastic deformation occurred due to friction welding. Individual grains in the final microstructure underwent various evolution mechanisms. These were caused by the growth of the initially recrystallized grains or as a result of the dynamic recrystallization of the sub-grains formed. The grains within the welding zone and the heat affected zone exhibited different densities of dislocations and experienced various degrees of recovery. Using reasonable estimates of the strain, strain rate and temperature of the friction welding, the dependence of the dynamic recrystallization grain size was found to have the same dependence on the Zener-Hollomon parameter as material deformed via a conventional hot working process.

Çelik, Sare (Balikesir Author), The optimization of the friction welding parameters through experimental studies does not only cause loss of time and materials but also increases the cost. In this study, an Artificial Neural Network (ANN) model is developed for the analysis of the correlation between the friction welding parameters and tensile strength of both AISI 316 austenitic-stainless steel and Ck 45 steel. The input parameters of the model are friction time, friction pressure and upset pressure while tensile strength is the output. Experimental data are used to train and test the neural network. A good correlation was obtained between the experimental values and the ANN model prediction (R-2 = 0.9711). By using this model, the number of experiments to obtain optimal parameters of friction welding and number of tensile tests could be minimized.

Kati hal kaynak yontemi olan surtunme karistirma kaynagi (SKK), ilk defa ergitme kaynak teknikleri ile birlestirilme isleminde zorluklarla karsilasilan aluminyum alasimlarinin birlestirilmesinde kullanilmistir. Ancak gunumuzde farkli malzeme ciftlerinin basarili bir sekilde birlestirilmesine olanak vermektedir. Bu calismada, aluminyum (AA1050) ve bakir levhalar isi girdisinin azaltmak amaci ile dusuk takim donme hizinda (630 dev/dak), uc farkli kaynak hizlarinda (20, 30, 50 mm/dak) ve dort farkli takim konumlandirmasinda (0-1-1.5-2 mm) surtunme karistirma kaynagi (SKK) ile birlestirilmistir. Kaynak parametrelerin mekanik ve mikroyapi ozeliklerine etkisi incelenmistir. Mekanik ozelliklerinin tespitinde cekme ve mikro sertlik olcumleri yapilmistir. Kaynak bolgesi mikroyapilari, optik ve elektron mikroskobu (SEM) ile incelenmis ve EDX analizleri yapilmistir. Kaynak bolgesinde intermetalik fazlar tespit edilmistir. Surtunme karistirma kaynagi yapilmis Al-Cu parcalarin cekme testi sonuclarinda %88,89 kaynak performansi elde edilmistir.

Çelik, Sare (Balikesir Author), Friction Stir Welding (FSW) is a solid state welding process used for welding similar and dissimilar materials. This welding technique allows welding of Aluminum alloys which present difficulties in fusion joining and allows different material couples to be welded continuously. In this study, 1050 aluminum alloy and commercially pure copper to increase heat input were produced at high rotation rate (2440 rev/min) with four different pin position (0-1-1.5-2 mm) and three different weld speeds (20-30-50 mm/min) by friction stir welding. The influence of welding parameters on microstructure and mechanical properties of the joints was investigated. Tensile and bending tests and microhardness measurements were used to determine of mechanical properties. Nugget zone microstructures were investigated by optical microscope and scanning electron microscope (SEM) and were analyzed in energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX). Depending on the XRD analysis results intermetallic phase was observed to form in the interfacial region. In the tensile test results, 83.55% weld performance was obtained in the friction stir welding merge of Al-Cu., Sürtünme karıştırma kaynağı (SKK) aynı veya farklı cins malzemelerin birleştirilmesinde kullanılan katı hal birleştirme yöntemidir. Bu yöntem, ilk olarak ergitme kaynak teknikleri ile birleştirilmesinde zorluklarla karşılaşılan alüminyum alaşımlarının birleştirilmesinde kullanılmış olmakla beraber günümüzde farklı malzeme çiftlerinin başarılı bir şekilde birleştirilmesine de olanak vermektedir. Bu çalışmada, alüminyum (AA1050) ve bakır levhalar, ısı girdisini arttırmak amacı ile yüksek takım dönme hızında (2440 dev/dk.), üç farklı kaynak hızlarında (20, 30, 50 mm/dk.) ve dört farklı takım konumlandırmasında (0-1-1.5- 2 mm) SKK ile birleştirilmiştir. Kaynak parametrelerinin mekanik ve mikroyapı özeliklerine etkisi incelenmiştir. Mekanik özelliklerinin tespiti amacıyla çekme ve eğme testleri ile mikrosertlik ölçümleri yapılmıştır. Kaynak bölgesi mikroyapıları, optik mikroskop ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile incelenmiş ve EDX analizleri yapılmıştır. Kaynak bölgesinde meydana gelen fazları incelemek için yapılan XRD analiz sonuçlarında intermetalik fazlar tespit edilmiştir. Sürtünme karıştırma kaynağı yapılmış Al-Cu parçaların çekme testi sonuçlarında %83.55 kaynak performansı elde edilmiştir.

Sürtünme karıştırma kaynağı (SKK) bir katı hal birleştirme yöntemidir. Alüminyum alaşımlarının birleştirilmesinde özellikle kullanılan bu teknik, günümüzde farklı malzeme çiftlerinin başarılı bir şekilde birleştirilmesine olanak vermektedir. Bu çalışmada, alüminyum (AA5754) ve bakır levhalar 780, 1330 dev/dak takım dönme hızında, 20 ve 50 mm/dak kaynak hızında, 0 ve 1 mm takım konumlandırmasında sürtünme karıştırma kaynağı (SKK) ile birleştirilmiştir. Kaynak parametrelerin mekanik ve mikroyapı özeliklerine etkisi incelenmiştir. Mekanik özelliklerinin tespitinde çekme testleri ve mikrosertlik ölçümleri yapılmıştır. Kaynak bölgesi mikroyapıları optik mikroskobu ile incelenmiştir. Sürtünme karıştırma kaynağı yapılmış Al-Cu parçaların çekme testi sonuçlarında %80,18 kaynak performansı elde edilmiştir.

Çelik, Sare (Balikesir Author), Friction Stir Welding (FSW) is a solid-state welding process used for welding similar and dissimilar materials. FSW is especially suitable to join sheet Al alloys, and this technique allows different material couples to be welded continuously. In this study, 1050 Al alloys and commercially pure Cu were produced at three different tool rotation speeds (630, 1330, 2440 rpm) and three different tool traverse speeds (20, 30, 50 mm/min) with four different tool position (0, 1, 1.5, 2 mm) by friction stir welding. The influence of the welding parameters on the microstructure and mechanical properties of the joints was investigated. Tensile and bending tests and microhardness measurements were used to determine the mechanical properties. The microstructures of the weld zone were investigated by optical microscope and scanning electron microscope (SEM) and were analyzed in an energy dispersed spectrometer (EDS). Intermetallic phases were detected based on the X-ray diffraction (XRD) analysis results that evaluated the formation of phases in the weld zone. When the welding performance of the friction stir welded butt joints was evaluated, the maximum value obtained was 89.55% with a 1330 rpm tool rotational speed, 20 mm/min traverse speed and a 1 mm tool position configuration. The higher tensile strength is attributed to the dispersion strengthening of the fine Cu particles distributed over the Al material in the stir zone region., Balikesir University - BAP.2012/49

Çelik,Sare (Balikesir Author), The joining of dissimilar metals is one of the most essential necessities of industries. Manufacturing by the joint of alloy steel and normal carbon steel is used in production, because it decreases raw material cost. The friction welding process parameters such as friction pressure, friction time, upset pressure, upset time and rotating speed play the major roles in determining the strength and microstructure of the joints. In this study, response surface methodology (RSM), which is a well-known design of experiments approach, is used for modeling the mathematical relation between the responses (tensile strength and maximum temperature), and the friction welding parameters with minimum number of experiments. The results show that RSM is an effective method for this type of problems for developing models and prediction.

Çelik,Sare (Balıkesir Author), This study has arisen from the necessity to manufacture an impeller and a shaft pair of a water pump from two different types of steels. The impeller has to have resistant to corrosion and the shaft has to have magnetic permeability property. It is deemed suitable to use the AISI 316 austenitic stainless steel performing high resistance corrosion for the impeller and Ck 45 carbon steel with magnetic permeability property for the shaft. The joining of AISI 316 and Ck 45 steels has been achieved by using the friction welding method. After welding process, the tests of tensile and micro hardness were applied, the microstructures were observed, and composition of elements was found in the welding zone. As optimum welding parameters, 100 MPa of friction pressure, 10 s of friction time, 200 MPa of upset pressure and 20 s of upset time were determined in 3000 rev/min rotation speed., yok

In this work, pure copper and aluminium were bonded by diffusion in argon gas atmosphere. In the experimental program, temperature, pressure and time were taken as main variables. In this study, bondability of the pure copper with aluminium by diffusion in argon gas was demonstrated. Maximal strength was obtained for joints bonded at 560 °C with 4.5 MPa for 30 min. Applying the experimental conditions to actual pipe specimens, it was proved that diffusion bonding meets industrial standards.

Çelik, Sare (Balikesir Author), In welding technology, joining processes of different materials, which have dissimilar crystal structures are difficult. Welding of different materials becomes very important to reduce costs. Furthermore, the friction welding method is processed in lower temperature than the melting temperature. Especially, this is a big advantage to overcome difficulties that occur in the heat affected zone during usage of conventional methods. In this study, the weldability of AISI 304 stainless steel and AISI 1040 carbon steel by friction welding is studied. During the welding process, temperature variations in the welding zones were measured with an infrared temperature measurement device. After welding of the samples, tensile and hardness experiments were carried out. For metallographic investigations, optical microscope and scanning electron microscope (SEM) pictures were taken. Energy dispersive spectroscopy (EDS) analysis was carried out for composition investigations on welding and heat affected zones. As a result, these two steels could be joined by friction welding for industrial usage.