Yüksek mukavemetli çeliklerin lazer kaynağında proses parametrelerinin etkilerinin incelenmesi

Abstract

Lazer kaynak yöntemi, yüksek güçlü lazer ışınının dar bir alana odaklanmasıyla derin nüfuziyet, yüksek dayanım, hassasiyet ve yüksek kaliteli birleştirme gibi avantajlar sunmaktadır. Kaynak bölgesinde istenilen mekanik özelliklerin sağlanabilmesi, doğru proses parametrelerinin seçimine bağlıdır. Bu çalışmada, fiber lazer kaynak teknolojisiyle DP1180 ve DP600 çeliklerin birleştirilmesinde osilasyon türü (lineer ve dairesel), ilerleme hızı ve osilasyon genliği gibi parametrelerin kaynak geometrisi, mikro yapı, mikro sertlik ve mekanik dayanım üzerindeki etkileri incelenmiştir. Kaynak geometrisi incelemelerinde, lineer osilasyon türüyle yüksek ilerleme hızlarında daha derin penetrasyon, dar erime bölgesi (EB) ve ısıdan etkilenmiş bölge (ITAB) genişlikleri elde edilmiştir. Dairesel osilasyon türü, düşük ilerleme hızlarında daha geniş EB ve ITAB ile daha yüksek penetrasyon sağlamıştır. Mikro sertlik değerlendirmelerinde, lineer osilasyon türü düşük genlik ve yüksek ilerleme hızlarında daha yüksek EB ve ITAB sertlikleri sunmuştur. Dairesel osilasyon türü ise yüksek genliklerde daha yüksek mikro sertlikler sağlamıştır. Mekanik dayanım açısından, lineer osilasyon türü yüksek ilerleme hızlarında daha iyi çekme dayanımı sunarken, dairesel osilasyon türü düşük genliklerde daha yüksek dayanım göstermiştir. Lazer gücü 1200 W, frekans 100 Hz ve farklı ilerleme hızı-genlik kombinasyonlarıyla yapılan deneyler, belirli koşullarda lineer osilasyon türünün dar EB ve ITAB genişlikleriyle derin penetrasyon, dairesel osilasyon türünün ise daha yüksek çekme dayanımı sağladığını göstermiştir. Sonuç olarak, osilasyon türü ve proses parametrelerinin kaynak performansı üzerindeki etkileri analiz edilmiş ve optimize edilebileceği koşullar belirlenmiştir.The laser welding method offers various advantages, such as deep penetration, high strength, precision, and high-quality joining, by focusing a high-power laser beam on a narrow area. Achieving the desired mechanical properties in the weld zone depends on selecting appropriate process parameters. In this study, the effects of process parameters such as oscillation type (linear and circular), travel speed, and oscillation amplitude on the weld geometry, microstructure, microhardness, and mechanical strength were investigated in the joining of DP1180 and DP600 steels using fiber laser welding technology. Examinations of weld geometry revealed that linear oscillation at high travel speeds produced deeper penetration and narrower widths of the fusion zone (FZ) and heat-affected zone (HAZ). In contrast, circular oscillation at lower travel speeds resulted in wider FZ and HAZ widths and higher penetration. Microhardness evaluations showed that linear oscillation with low amplitudes and high travel speeds yielded higher FZ and HAZ hardness. Circular oscillation generally provided higher microhardness values at high amplitudes. In terms of mechanical strength, linear oscillation demonstrated better tensile strength at high travel speeds, while circular oscillation exhibited higher strength at low amplitudes. Experiments conducted with a laser power of 1200 W, a frequency of 100 Hz, and various speed-amplitude combinations showed that linear oscillation achieved deeper penetration with narrower FZ and HAZ widths, whereas circular oscillation delivered higher tensile strength. In conclusion, the effects of oscillation type and process parameters on weld performance were analyzed, and the conditions under which performance could be optimized were identified.