Çelik sac malzemelerin kaynak birleştirmelerinde farklı proses parametrelerine göre mekanik özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Lazer kaynağı, çelik malzemelerin birleştirilmesinde önemli bir yöntemdir. Bu teknoloji, yüksek hassasiyet, düşük ısı girişi ve hızlı işlem gibi avantajlar sunmaktadır. Lazer ışınının odaklanması, hassas ve karmaşık şekillerde bile kaynak yapılabilmesine imkân tanırken, düşük ısı girişi deformasyon riskini azaltmaktadır ve kaynak sonrası işleme gereksinimini en aza indirmektedir. Yüksek ekipman maliyeti ve bakım gereksinimi gibi bazı dezavantajları bulunmasına rağmen, çelik malzemelerin hassas, hızlı ve temassız bir şekilde birleştirilmesi gerektiğinde, lazer kaynağı sıklıkla tercih edilen bir seçenek haline gelmektedir. Bu çalışmada, 4 mm kalınlığındaki ST 37 çelik malzemeler farklı güç değerlerinde lazer kaynağı ile birleştirilmiştir. Malzemelerin yarısı kaynak işlemi öncesinde, diğer yarısı ise kaynak işlemi sonrasında metal yıkama prosesine tabi tutulmuştur. Malzemelerin metal yıkama işlemi ve farklı kaynak gücü ile birleştirilme durumlarına göre elde edilen 6 farklı türün mekanik özelliklerinin değişimi incelenmiştir. Lazer kaynağı ile birleştirilmiş malzemelere 300 kN’luk çekme cihazı ile çekme testi, yüzey dağlama işlemi yapılmış malzemelerin kaynak yapılarını incelemek için stereo mikroskop ile makro testi, HV10 Sertlik Test Cihazı ile malzeme ve kaynak bölgelerinin sertlik değerlerini ölçmek için sertlik testi yapılmıştır. Kaynak işlemi sonrası yapılan yıkama işleminin parçaların kaynak bölgesini sertleştirdiği gözlemlenmiştir. Ayrıca kaynak işlemi sonrası yapılan yıkama işleminde 750 W güçle birleştirilen malzemelerin kaynak bölgesinde kopmaların yaşandığı tespit edilmiştir.

Laser welding is an important method for joining steel materials. This technology offers advantages such as high precision, low heat input, and fast processing. Focusing of the laser beam enables welding even in precise and complex shapes, reducing the risk of deformation due to low heat input and minimizing the need for post-welding processing. Despite some disadvantages such as high equipment cost and maintenance requirements, laser welding becomes a preferred option when steel materials need to be joined precisely, rapidly, and without contact. In this study, ST 37 steel materials with a thickness of 4 mm were welded using laser welding at different power levels. Half of the materials were subjected to a metal washing process before the welding process, while the other half underwent the metal washing process after the welding process. The change in the mechanical properties of 6 different types of materials obtained according to the metal washing process and different welding powers was investigated. Tensile tests were conducted on materials welded with laser welding using a 300 kN tensile testing machine, macro tests were performed with a stereo microscope to examine the welding structures of materials with surface cleaning, and hardness tests were carried out with an HV10 Hardness Test Machine to measure the hardness values of the material and welding zones. It was observed that the washing process performed after the welding process hardened the welding zones of the parts. Additionally, it was determined that fractures occurred in the welding zone of materials welded with a power of 750 W after the washing process performed after the welding process.