Farklı metallerin birleştirilmesinde kullanılan kaynak yöntemlerinin genel incelenmesi ve endüstriyel uygulamaları

Abstract

Teknolojide, bir iş parçasından değişik özelliklerin beklendiği durumlarda, farklı malzemelerin birleştirilmesi yoluna gidilmektedir. Günümüzde farklı metallerin birleştirilmesinde kullanılan kaynak yöntemi sayısı çok olmakla birlikte (elektron ışın kaynağı, sürtünme kaynağı, yakma aim kaynağı v.b.), önemli olan uygun yöntemin seçilebilmesidir. Farklı metalsel malzemelerin sahip olduğu, farklı ergime sıcaklıkları, ısıl iletkenlikler gibi özellikler farklı metalsel malzemelerin birleştirilmesinde yakma aim kaynak prosesini ve sürtünme kaynağını en ideal yöntemler olarak öne çıkarmaktadır. Endüstride talaşlı imalatta oldukça yaygın bir biçimde kullanılan kesici takımların, ana malzemesini yüksek hız çelikleri oluşturmaktadır. HSS çeliklerinin fiyatlarının yüksekliği, kesici takımların HSS çeliğinden yapılmasını sınırlamakta, dolayısıyla da uygulamada kesici takımların sap kısımlarının karbon çeliğinden, kesici uç kısımlarının ise HSS çeliğinden imal edilmeleri yoluna gidilerek maliyet düşürülmektedir. Bu çalışmanın deneysel kısmında, 20 mm çapında ki, 4140 çeliği ve S 6-5-2 yüksek hız çeliği çubukları yakma alın kaynak prosesi ile birleştirilmiştir. Kaynak işlemi esnasında tüm numuneler için, sabit kaynak parametreleri kullanılmış, işlem sonrası ise numunelere farklı ısıl işlemler uygulanmıştır. Numunelerden bir tanesi kaynak sonu oda sıcaklığında soğumaya bırakılırken, diğer numuneler 550°C de gerilim giderme ve 850°C de normaîizasyon tavlamalarına tabi tutulmuşlardır. Normaîizasyon tavlaması sonrası ise, numunelerden bir tanesinin HSS yüzeyi sertleştirilmiştir (1250°C). Isıl işlemler sonrası, numunelerde gerçekleşen sertlik değişimleri ile malzemelerin kaynak bölgesindeki iç yapı değişimleri incelenmiştir. HSS' de ki alaşım elemanlarının karbona olan ilgisinden dolayı, HSS tarafina doğru karbon yayınımı gerçekleşmektedir. HSS tarafindaki sertlikteki artışın nedeni ise kaynak çizgisi boyunca oluşan karbür çökeltileridir. Sertlikteki bu artış, uygulanan normaîizasyon tavlamasıyla işletme şartlannı karşılayacak (yeterli sertlik ve tokluk) uygun değerlere indirilebilmektedir.