Lazer kaynağı ile birleştirilen AA5049 alüminyum alaşımının mikroyapı ve mekanik özellikerinin incelenmesi

Abstract

Lazer kaynak yöntemi, yüksek yansıtıcılık ve ısı iletkenliğine sahip alüminyum alaşımlarının birleştirilmesinde tercih edilen hassas ve verimli bir kaynak teknolojisidir. Sınırlı ısı girdisi sayesinde dar bir ısıdan etkilenmiş bölge (ITAB) oluşturarak kaynak sonrası distorsiyonları azaltmaktadır. Bu tez çalışmasında, 3 mm kalınlığında AA5049 alüminyum alaşımı levhalar lazer kaynağı ile birleştirilmiş ve farklı kaynak parametrelerinin birleşim bölgesinin mikroyapısal ve mekanik özelliklerine etkisi deneysel olarak incelenmiştir. Deneysel çalışmalarda lazer gücü, besleme hızı ve yalpa frekansı olmak üzere üç temel kaynak parametresi değiştirilmiş ve bu kombinasyonlarla toplamda 18 farklı kaynaklı numune üretilmiştir. Her numune üzerinden çekme deneyi, üç nokta eğilme deneyi, mikrosertlik ölçümleri, optik mikroskop incelemeleri, SEM ve EDX analizleri gerçekleştirilmiştir. Yapılan incelemeler sonucunda, kaynak parametrelerinin mikroyapı oluşumu ve mekanik performans üzerinde önemli etkileri olduğu gözlemlenmiştir. Özellikle sertlik dağılımlarında ve mikro yapı geçişlerinde, parametre değişimlerinin etkisi açıkça belirlenmiştir. Çalışma sonunda, AA5049 alüminyum alaşımı için lazer kaynağıyla elde edilen birleşim bölgelerinin karakteristik davranışları ortaya konmuştur.

Laser welding is a precise and efficient joining technology commonly used for aluminum alloys, which are known for their high reflectivity and thermal conductivity. Owing to its limited heat input, it creates a narrow heat-affected zone (HAZ), thus reducing distortion and improving dimensional stability. In this thesis study, 3 mm thick AA5049 aluminum alloy plates were joined using laser welding, and the effects of various welding parameters on the microstructural and mechanical properties of the fusion zone were experimentally investigated. Three main welding parameters laser power, welding speed, and wobble frequency were varied, resulting in a total of 18 different welded samples. For each sample, tensile testing, three-point bending tests, microhardness measurements, optical microscopy, SEM (Scanning Electron Microscopy), and EDX (Energy Dispersive X-ray Spectroscopy) analyses were conducted. The results demonstrated that welding parameters have a significant effect on microstructure formation and mechanical performance. The influence of parameter variations was particularly evident in the hardness distribution and microstructural transitions. At the end of the study, the characteristic behavior of the fusion zones produced by laser welding of AA5049 aluminum alloy was revealed.