Otomotivde lazer dolgu kaynağı parametrelerinin etkilerinin araştırılması

Abstract

Günümüzde lazer teknolojisi bir çok farklı alanda kullanılarak gelişimini sürdürmektedir. Uygulamalarında farklı disiplinlerin bir araya getirilmesiyle; sağlık , otomotiv, havacılık gibi bir çok alanda kullanılmaktadır. Lazer dolgu kaynağı prosesinin gerçekleştirilmesinde lazer ışınının üzerine odaklandığı tel yada toz dolgu malzemesi istenilen metal yüzeye ergitme yoluyla eklenebilmektedir. Bu çalışmada, otomotiv sac metal şekillendirme kalıplarının metal elemanlarında lazer dolgu kaynağı prosesinin üflemeli toz dolgu malzemesi ile uygulanmasında proses parametrelerinin etkilerinin anlaşılması ile iki ana problem olan kaynak bölgesinde istenmeyen çatlak ve gözenek oluşumunun incelenmesi amaçlanmıştır. Lazer dolgu kaynağında, birçok parametre kaynak kalitesine etki etmektedir. Bu parametreler; dolgu kaynağı yapılacak ana malzeme kompozisyonu, bu malzemenin mekanik özellikleri, dolgu için kullanılacak tozun kompozisyonu (toz çeşidi), toz tane büyüklüğü, dolgu kaynak parametreleri ( lazer gücü, ilerleme, toz akış hızı ve buna bağlı olarak kaynak kalınlığı, toz besleme mesafesi, argon gazı akış hızı), bu parametrelere bağlı olarak kaynak bölgesine sağlanan ısı girdisi, kaynak bölgesi soğuma hızı, kaynaklar arası mesafe, işlem yönü ve katman sayısı olarak ifade edilebilir. Çalışma kapsamında, Taguchi metodu kullanılarak kaynak parametrelerinin ( güç , ilerleme miktarı, toz akış hızı, toz tane büyüklüğü, toz besleme mesafesi , argon gazı hızı , kaynak hatları arası mesafe , işlem yönü , katman sayısı ) çatlak ve gözenek oluşumuna etki şiddetleri yapılan deneylerle incelenmiştir.

Today, laser technology continues to evolve using many different areas. By bringing together different disciplines in their practice; health, automotive, aviation and many other areas. The laser cladding process is being performed, the wire or powder filler material that is focused on the laser beam can be added to the base metal surface by melting. In this study, it is aimed to understand the effects of process parameters on the application of the laser cladding process to the metal elements of automotive sheet metal forming dies/molds by powder filling material and to eliminate the two main problems of surface crack and porosity formation in the weld zone. Many parameters affect the quality of the laser cladding: the main material composition to be filled, the mechanical properties of the material, the powder composition (powder type) to be used for the filler, powder grain size, cladding parameters (laser power, cladding speed, cladding thickness, powder feed distance, argon gas flow rate), the heat input to the cladding zone, the laser cladding zone cooling rate, the distance between the welds, the process direction and the number of layers depending on these parameters. The study was conducted, the effects of cracking and porosity formation on the welding parameters (power, feed rate, powder flow rate, powder grain size, powder feed distance, argon gas velocity, distance between cladding lines, process direction, number of cladding layers) were investigated by using Taguchi methode.