Sürtünme karıştırma kaynak yönteminin AA 6063 alüminyum alaşımına uygulanması ve kaynak parametrelerinin malzeme iç yapısı ile mekanik özelliklerine etkisinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, 3.70 mm kalınlığındaki AA 6063 Al alaşımının T4, T5 ve T6 ısıl işlem şartlarına sahip levhaları, üç farklı takım devirlerinde (800, 1120 ve 1600 dev/dak) ve iki farklı ilerleme hızlarında (200 ve 315 mm/dak) sürtünme karıştırma kaynak (SKK) tekniği uygulanarak birleştirilmiş ve tüm kaynak şartlarında kaynak doğrultusundaki sıcaklık değişimleri elde edilmiştir. Her bir kaynak şartında ikişer adet kaynak yapılmış olup bunların birer adetlerine kaynak sonrası yaşlandırma işlemi yapılmıştır. T4 ve T6 ısıl işlemli alaşımın kaynaklı levhaları 185°C’de 7 saat ve T5 ısıl işlemli alaşımın kaynaklı levhaları ise 185°C’de 1 saat süreyle kaynak sonrası yaşlandırılmışlardır. Kaynaklı ve kaynak sonrası yaşlandırılmış levhaların kaynak doğrultusuna dik yöndeki çekme (akma ve çekme dayanımı, yüzde kopma uzaması ve kırılma bölgeleri) ve eme özellikleri ile sertlik ve iç yapı değişimleri incelenmiştir. En yüksek ve en düşük ısı girişi sağlayan kaynak parametrelerinde kaynaklanmış ve kaynak sonrası yaşlandırılmış numunelerin çekme kırılması yüzeyleri taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile incelenmiştir. Yapılan kaynaklar ve deneyler sonucunda, çalışmada kullanılan kaynak parametrelerine balı olarak maksimum kaynak sıcaklıklarının 388−526°C arasında değiştiği, çekme ve sertlik özelliklerinin kaynak parametrelerinden pek fazla etkilenmediği görülmüştür. Kaynak sonrası yapılan yaşlandırma işlemleri ile akma ve çekme dayanımları genel olarak artış göstermiştir. 6063-T4 alaşımının kaynaklı levhalarında hem yaşlandırmasız hem de kaynak sonrası yaşlandırmalı şartlarında kabaca homojen bir sertlik dağılımı elde edilirken, 6063-T5 ve T6 alaşımlarının yaşlandırma yapılmayan durumlarında kaynak merkezlerinde yumuşama bölgeleri ve minimum sertlikli ısı tesiri altındaki bölgeler (ITAB) gözlenmiştir.

In this study, the plates of AA 6063 in T4, T5 and T6 tempered Al alloy of 3.70 mm thickness were joined by the application of friction stir welding (FSW) technique in three various tool rotation speeds (800, 1120 and 1600 rpm) and two various transverse speeds (200 and 315 mm/min). The temperature variations in the welding direction were obtained for all the welding conditions. Two welds were carried out in each welding condition and one of them was postweld-aged. The welded plates of Al alloy in T4 and T6 temper were postweld aged at 185°C for 7 hours and the welded plates of T5 tempered alloy were aged at 185°C for 1 hour. The tensile (yield and ultimate tensile strength, percent elongation and fracture locations) and the bending properties, the variations of the hardness and the microstructure were investigated on the cross section perperdicular to the welding direction for the as-welded and the postweld-aged plates. The tensile fractured surfaces of the specimens that were welded in the highest and the lowest heat input welding conditions and the postweld-aged ones of these welds were examined by the scanning electron microscope (SEM). As a result of the applied welds and the experiments, it was seen that the maximum weld temperatures according to the welding conditions used in the study were between 388-526°C and the tensile and the hardness properties were not affected significantly by the welding conditions. The yield and the ultimate tensile strengths were generally increased by the postweld ageing. While a roughly homogeneous hardness distrubution was obtained in both the as welded and the postweld-aged 6063-T4 plates, the softening regions in the weld centers and the heat affected zones (HAZ) with minimum hardnesses were observed in the non-aged welded plates of 6063-T5 and T6 alloy.