Kaynak sonrası ısıl işlemin sürtünme karıştırma kaynaklı AA6061 ve AA7075 alüminyum alaşımı levhalarda içyapı ve mekanik özelliklere etkisinin incelenmesi

Abstract

Üstün korozyon direnci, düşük yoğunluk ve kolay şekil verilebilirlik gibi fiziksel ve mekanik özellikler yanında kaynak edilebilirlik, bir malzemenin yoğun bir şekilde kullanımını belirleyen önemli faktörlerin başında gelir. Metalik malzemeler arasında Al-alaşımları, düşük yoğunluk, kolay şekil verilebilirlik ve yüksek korozyon direnci özelliklerinden ötürü, enerji tüketiminin son derece önemli olduğu taşımacılık sektöründe çok geniş bir alanda kullanılmaktadır. Ergitme kaynak yöntemleri ile gerçekleştirilen birleştirmeleri sorunlu olan Al-alaşımları, yeni geliştirilen ve bir katı hal kaynak yöntemi olan Sürtünme Karıştırma Kaynağı (SKK) ile ergitme kaynak yöntemlerinde karşılaşılan sorunların çoğu ile karşılaşılmaksızın birleştirilebilmektedir. Fakat, yaşlandırma sertleştirmesi yapılmış Al-alaşımlarının kaynağında karşılaşılan kaynak bölgesindeki mukavemet kaybı ergitme kaynak yöntemlerindeki kayba nazaran daha düşük mertebelerde olsa da, SKK'da da söz konusudur. Her ne kadar bu kaynak yöntemi Al-alaşımlarının birleştirilmesinde ticari olarak kullanılsa da, kaynak bölgesinde mukavemet kaybının tamamen bertaraf edilmesi ya da azaltılmasına yönelik kaynak sonrası ısıl işlem gibi müdahaleler konusunda literatürde çok sınırlı sayıda çalışma mevcuttur. Dolayısıyla kaynak sonrası ısıl işlemin özellikle yaşlandırma sertleştirmesi yapılan Al-alaşımlarında kaynak performansına etkisi üzerine çalışmalara gereksinim bulunmaktadır. Bu çalışmada, korozyon direnci üst seviyelerde olan AA6061 ve üstün mukavemet özellerine sahip AA7075 Al-alaşımı levhalar O-temper ve T6-temper şartlarında kendi içlerinde birleştirilmiş ve bu birleştirmeler üzerinde kaynak sonrası ısıl işlemin etkisi araştırılmıştır. Öncelikli olarak, yapılan parametrik çalışma ile alaşım türüne göre uygun parametreler ve temper şartlarının uygun kaynak parametreleri üzerindeki etkisi belirlenmiştir. Belirlenen optimum kaynak parametreleri ile gerçekleştirilen kaynaklı bağlantılar üzerinde yapılan ısıl işlem çalışmaları neticesinde kaynak kalitesinin artırılabilirliği araştırılmış ve elde edilen sonuçlar ortaya konmuştur. Physical and mechanical properties such as excellent corrosion resistance, low density and high formability are the most important factors determining the wide-spread use of a structural material. Among all metallic materials Al-alloys are used in a wide range of application areas in transportation industry where fuel consumption is very vital, due to their low density, high formability, and excellent corrosion behaviour. Al-alloys, which exhibit several difficulties in fusion welding, can be joined by newly developed solid state joining method namely friction stir welding (FSW) without any difficulties. However, the problem of loss of strength in the joint region is also encountered in FSW of precipitation-hardened Al-alloys as the case in fusion welding although the loss of strength is less pronounced. Although this joining process is currently used in joining of Al-alloys in practice there is a limited amount of work aiming at eliminating or decreasing the problem of loss of strength in the joint area including post weld heat treatment. Thus, there is certainly a need for conducting studies to determine the effect of post weld heat treatment on the joint performance of Al-alloys, particularly age-hardened grades. In this study, similar joints are produced by FSW on two different Al-alloys plates, namely highly corrosion resistant AA6061 and high strength AA7075, in both O and T6 temper conditions and the effect of post weld heat treatment on these joints is investigated. Firstly, a parametric study is conducted to determine the optimum welding parameters for each plate and the effect of temper condition on friction stir weldability of these two Al-alloys plates. The effect of post weld heat treatment on the weld performance of the joints produced with the predetermined optimum weld parameters is then investigated and the results obtained are discussed.