Yüksek mukavemetli çelikler ile alüminyum alaşımlarının lazer kaynağı ile birleştirilmesinde kaynak parametrelerinin bağlantı üzerine etkilerinin incelenmesi

Abstract

Alüminyum alaşımları ile yüksek mukavemetli çeliklerin bir arada kullanımının hızla artması sonucu farklı termal ve fiziksel özelliklere sahip olan bu malzeme türlerinin birleştirilmesi otomotiv sektörünün öncelikli hedefi haline gelmiştir. Metalürjik olarak uyumsuz olan bu iki malzemenin birleştirilmesinde oluşan ergiyik havuzunda katılaşma esnasında kırılgan intermetalik fazlar oluşmaktadır. Kaynağın mekanik dayanımı ve kalitesi açısından oluşan bu fazların sınırlandırılması ve kontrol edilmesi gerekmektedir. Bu çalışma kapsamında 6082-T6 alüminyum alaşımı ile DP600 yüksek mukavemetli çelik sacın lazer nüfuziyet kaynağı ile birleştirilmesinde kaynak parametrelerinin ve ısı girdisinin bağlantının mekanik ve metalürjik özelliklerine olan etkileri incelenmiştir. Isı girdisine bağlı olarak ergiyik havuzunun boyutları optik mikroskop görüntüleri yardımı ile incelenmiş, mikro sertlik ölçümleri ve SEM-EDX analizleri ile birleşme bölgesinde oluşan intermetalik fazlar belirlenmiştir. Kaynaklı parçaların çekme testleri yapılarak mekanik dayanımları tespit edilmiş ve kaynak parametreleri ile ilişkilendirilmiştir. Yapılan değerlendirmede alüminyum-çelik malzemelerin mekanik dayanımını etkileyen en önemli parametrelerin ilerleme hızı ve lazer gücü olduğu görülmüştür. Lazer gücü ve ilerleme hızı ile belirlenen ısı girdisinin kaynak dikiş geometrisi ve bağlantı bölgesinde oluşan intermetalik fazlar üzerinde büyük etkisi olduğu görülmüştür. Artan ısı girdisi ile ergiyik havuzunun boyutlarının ve intermetalik fazların oluşumunun arttığı tespit edilmiştir.

Due to the utilizing aluminum alloys and high strength steel in hybrid components, it will become a primary target of the automotive industry to combine these types of materials with different thermal and physical properties. Intermetallic phases are formed during solidification in the melt pool formed by joining these dissimilar materials. In terms of the mechanical strength and quality of the weld, these phases should be limited and controlled. In this study, the effect of welding parameters and heat input on the mechanical and metallurgical properties of laser welded 6082-T6 aluminum alloy and DP600 high strength steel sheet was investigated. Depending on the heat input, the dimensions of the weld seam were examined with the help of optical microscope. Intermetallic phases formed in the joint were examined by micro hardness measurements and SEM-EDX analyzes. The tensile tests of the welded parts were carried out to determine the mechanical strengths and to relate them to the welding parameters. It has been seen that the most important parameters affecting the mechanical strength of the aluminum-steel joints are the welding speed and the laser power. It has been found that the heat input determined by laser power and welding speed has a great influence on the weld seam geometry and the intermetallic phases in the connection region. With increasing heat input, it was determined that the size of the melt pool and the formation of intermetallic phases increased.