AISI 304 Paslanmaz Çeliğin Elektrik Direnç Nokta Kaynağı Parametrelerinin Taguchi Yöntemiyle Çok Amaçlı Optimizasyonu
ÖZET
Bu çalışmada, elektrik direnç nokta kaynağı ile birleştirilmiş AISI 304 paslanmaz çelik sacların mekanik özelliklerinin akım şiddeti, kaynak zamanı ve elektrot kuvvetine göre değişimi incelenmiştir. Kaynak parametrelerinin seçilebilmesi için elektrik direnç nokta kaynağı ile ön denemeler gerçekleştirilmiştir. Optimum sonuç için, parametre aralıkları belirlenirken çekirdek oluşumundan başlayarak parametreler değiştikçe malzeme yüzeyinde oluşan çökme miktarı ve önemli düzeyde sıçratma dikkate alınmıştır. Taguchi yöntemi kullanılarak belirlenen maksimum ve minimum aralıklarda değerler değiştirilerek deney seti oluşturulmuştur. Bu amaçla, oluşturulan deney seti ile en yüksek kaynak dayanımını belirlemek için çekme testleri gerçekleştirilmiştir. Kaynağın dayanımında en etkili olan parametrelerin sırasıyla akım şiddeti, elektrot kuvveti ve kaynak zamanı olduğu belirlenmiştir.
Anahtar Kelimeler: AISI 304 çeliği, Elektrik direnç nokta kaynağı, Kaynak parametreleri, Mekanik özellikler, Taguchi yöntemi
DESTEKLEYEN KURUM
Bursa Uludağ Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi (BAP)
TEŞEKKÜR
Bu çalışmanın gerçekleşmesinde maddi imkan sağlayan Bursa Uludağ Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi'ne katkılarından dolayı teşekkür ederiz
ABSTRACT
In this study, the mechanical properties of AISI 304 stainless steel sheets joined by resistance spot welding, current intensity, welding time and electrode force parameters were investigated. In order to select the welding parameters, preliminary experiments were carried out with resistance spot welding. For the optimum result, expulsion and indentation on the material surface as the parameters change, starting from the core formation, were taken into account when determining the parameter ranges. The experimental set was formed by changing the values in the maximum and minimum intervals determined by using the Taguchi method. For this purpose, tensile tests were carried out to determine the highest weld strength with the created test set. It has been observed that the most effective parameters on the strength of the weld are current intensity, electrode force and welding time, respectively.
Key Words: AISI 304 Steel, Resistance Spot Welding, Welding Parameters, Mechanical Properties, Taguchi Method.
1. GİRİŞ
Elektrik direnç nokta kaynag ı genellikle otomotiv sekto ru nde oldukça tercih edilen bir birleştirme yo ntemdir. Genel olarak bir araçta yaklaşık 2000 ile 5000 arasında elektrik direnç nokta kaynag ı bulunmaktadır. Bu kaynak metodu araç bu tu nlu g u ve gu venlik için oldukça o nem arz etmektedir. Ayrıca elektrik direnç nokta kaynag ında, ara malzeme kullanılmaması, çok kısa su rede kaynak gerçekleştirilebilmesi, uygun parametre seçimiyle beraber montaj hatlarına kolayca entegre edilebilen otomasyona uygun olması gibi avantajlarından dolayı sıklıkla tercih edilen bir imalat yo ntemidir (Altun ve O zcan, 2015).
Gu nu mu zde enerji tasarrufu ve gu venlik talepleri, araç u reticilerini araçları daha gu venli ve daha hafif hale getiren malzemeleri kullanmaya yo neltmektedir. Geçmişte alternatif olarak kullanılan hafif malzemelerin, maliyet ve kaynak kabiliyeti ile ilgili sorunları bulunmaktadır. Oysa paslanmaz çelik, u stu n mekanik ve pekleşme o zelliklerine, şekillendirilebilme ve kaynak kabiliyetine sahiptir. Bir otomobilde, yaklaşık 20 kilo paslanmaz çelik kullanılmaktadır (Placidi ve Fraschetti, 2005). Toplam paslanmaz çelik u retimi içinde o stenitik paslanmaz çeliklerin payı %70 olup, bu çelik tu ru nu n en çok kullanılanı AISI 304 kalite o stenitik paslanmaz çeliklerdir. AISI 304 paslanmaz çelikler, yu ksek korozyon dayanımına, mu kemmel kaynak edilebilme ve su nek olduklarından kolay sekilendirilebilme kabiliyetlerine sahiptir (Kaya, 2010). AISI 304 paslanmaz çelik otomotivde, geleneksel olarak araba egzoz sistemlerinde, do şeme ve ızgaralarda ve çeşitli ku çu k bileşeni oluşturmak için korozyon direncinden o tu ru kullanılır, ancak yeni emisyon azaltma standartları ve çevresel kaygılar u reticileri paslanmaz çelikleri yapı elemanlarında da tercih etmeye itmektedir. Bu çelikler, du şu k sac kalınlıkları seçim avantajıyla gu venlikten taviz vermeden ag ırlıg ı azaltılarak daha du şu k yakıt tu ketimi sag layıp enerji verimlilig ini ve sera gazını azaltmaya yardımcı olabilmektedirler. AISI 304 paslanmaz çelik malzemenin gelecekte o zellikle otomotiv sekto ru nde yapısal olarak da kullanımının artacag ı varsayılarak bu çalışmanın faydalı olacag ı du şu nu lmektedir.
Elektrik direnç nokta kaynag ı, takriben 3 mm kalınlıg a kadar olan aynı kimyasal bileşimdeki sac ve levhaların birbiri u zerine bindirilerek birleştirilmesinde yaygın olarak kullanılır (Karcı, 2008). Kaynaklı imalat yöntemlerinde en önemli faktör kaynağın yapısal karakteristikleri olup, statik ve dinamik yüklemelerde mekanik ve yorulma dayanımının iyi olması gerekmektedir. Elektrik direnç nokta kaynag ı yo ntemiyle birleştirilen iki sac malzeme için o ncelik kaynag ın mukavemetidir (Çavdar vd., 2017). Elektrik direnç nokta kaynag ının dayanımını sag lamak için en iyi parametreleri belirlemek bu yu k o nem taşır. Bu çalışmada, yapılan kaynak mukavemeti ve uzama o ncelik go zetilerek optimum parametreler belirlenmiştir. Çalışmanın sonucunda AISI 304 paslanmaz çelik için kaynak dayanımını sag layan daha uygun bulunan parametrelerin tercih edilmesi amaçlanmıştır.
YAZARLAR
Elif COŞGUN ŞAHİN
Bursa Uludağ Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü
Betul GULCIMEN CAKAN
Bursa Uludağ Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü
Mümin TUTAR
MİLLİ SAVUNMA ÜNİVERSİTESİ, HAVA ASTSUBAY MESLEK YÜKSEKOKULU, TEKNOLOJİ BİLİMLERİ BÖLÜMÜ
Umut Onur ŞAHİN
Birleştirme Teknolojileri, Kudem Makine A.Ş.
Haberin Kaynağı: Dergipark Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi