Tel ark eklemeli imalat işleminde farklı ikincil tel kullanılarak yeni alaşımlı yapının üretimi
Production of a new alloy structure using different secondary wire in the wire arc additive manufacturing process
- Tez No: 1001353
- Danışmanlar: PROF. DR. NİZAMETTİN KAHRAMAN, DR. ÖĞR. ÜYESİ YUSUF AYAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Karabük Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Gelişen teknoloji ile beraber farklı malzeme üretim arayışları, ileri üretim yöntemlerini önemli hale getirmiştir. Eklemeli imalat (Eİ), geleneksel yöntemlerle üretilmesi zor ya da maliyetli yapıların elde edilmesi için yapılan çalışmalar sonucunda geliştirilmiştir. Bu yöntem, son yıllarda her geçen gün daha da yoğun biçimde kullanım alanı bulmuş ve savunma, otomotiv ve biyo-medikal sektöründe önemli bir üretim yöntemi haline gelmiştir. Tel ark eklemeli imalat (TAEİ), büyük ölçekli parçaların üretimine olanak sağlaması nedeniyle Eİ yöntemleri arasında önemli avantajlar sağlamaktadır. TAEİ yönteminin sunduğu bu avantaj ile özellikle uçak ve gemi sanayiinde öne çıkmaktadır. Çalışmada TAEİ yöntemi ile harici soğuk tel besleme tekniği kullanılarak SG3 ve 316LSi iki farklı çelik malzemenin karışımından üstün özelliklere sahip yeni alaşımlı yapılar üretilmesi amaçlanmıştır. Bu yapıların üretimi öncesi mekanik değerlerin kıyaslanabilmesi için düşük alaşımlı çelik (SG3) ile östenitik paslanmaz çelik (316LSi) kaynak tellerinden tek malzemeli üretimler yapılmıştır. Üretimlerde GMAK tabanlı TAEİ yönteminden faydalanılmıştır. Öncelikle tek telli üretimlerden 1. grup üretimde SG3, 2. grup üretimde ise 316LSi kaynak telleri kullanılmıştır. Daha sonra yeni bir yaklaşımla harici soğuk tel besleme ile 3 farklı karışım oranlarında yeni yapılar başarı bir şekilde üretilmiştir. TAEİ üretim karışım oranları sırasıyla; % 90 SG3 (çelik) ve % 10 316LSi (paslanmaz çelik), % 80 SG3 ve % 20 316LSi ve son olarak % 75 SG3 ve % 25 316LSi'dir. Toplamda 5 farklı üretimin yapıldığı çalışmanın, 2'si tekli ve 3'ü çift malzemeli üretim olarak yapılmıştır. Üretimi tamamlanan parçalara yapılan tahribatsız muayene işlemlerinden sonra mekanik ve metalurjik testler uygulanmıştır. Üretilen tüm tek ve çift malzemeli yapılar üzerinde gerçekleştiren deneylerden elde edilen sonuçlarla mekanik ve metalurjik değerlendirmelerde bulunulmuştur. Harici soğuk tel besleme ile yapılan yeni alaşımlı yapının tek malzemeli yapıya göre mekanik özelliklerinde büyük artışlar olmuştur. Harici soğuk tel besleme ile yapılan üretimden elde edilen sonuçlarda tek malzemelere göre çekme dayanımında % 144'e yakın artış elde edilirken, sertlik değerlerinde % 123'e varan artışlar olmuştur. Yorulma dayanımı değerlerinde ise yaklaşık % 27 artışlar bulunmuştur. TAEİ yöntemi ile harici soğuk tel besleme kullanılarak yüksek dayanıma sahip yapıların düşük maliyetlerle üretilebileceği sonucuna varılmıştır.
Özet (Çeviri)
With the developing technology, the search for different material production has made different production methods important. As a result of efforts to produce structures that were difficult or costly to produce using traditional methods, the additive manufacturing (AM) method was developed. In recent years, this method has found increasingly widespread application and has become a significant manufacturing technique in the defense, automotive and biomedical. Wire arc additive manufacturing (WAAM) offers significant advantages among AM methods due to its ability to enable the production of large-scale parts. With the advantages offered by the WAAM method, it has become particularly prominent in the aerospace and shipbuilding industries. The study aimed to produce new alloyed structures with superior properties from a mixture of two different steel materials, SG3 and 316LSi, using the WAAM method and external cold wire feeding technique. To compare the mechanical values prior to the production of these structures, single-material productions were made from low-alloy steel (SG3) and austenitic stainless steel (316LSi) welding wires. The GMAW-based WAAM method was used in the production. First, SG3 welding wires were used in Group 1 production and 316LSi welding wires were used in Group 2 production from single-wire productions. Then, with a new approach, new structures were successfully produced in 3 different mixture ratios with external cold wire feeding. The WAAM production mixture ratios were, respectively: 90% SG3 (steel) and 10% 316LSi (stainless steel), 80% SG3 and 20% 316LSi and finally 75% SG3 and 25% 316LSi. A total of 5 different productions were carried out in the study, 2 of which were single-material and 3 of which were dual-material productions. After non-destructive testing was performed on the completed parts, mechanical and metallurgical tests were applied. Mechanical and metallurgical evaluations were carried out based on the results obtained from the experiments conducted on all produced single and dual-material structures. The mechanical properties of the new alloyed structure produced with external cold wire feeding showed significant increases compared to the single-material structure. The results obtained from production with external cold wire feeding showed an increase of nearly 144% in tensile strength and up to 123% in hardness values compared to single materials. Fatigue strength values increased by approximately 27%. It was concluded that high strength structures can be produced at low costs by using external cold wire feeding with the WAAM method.
Benzer Tezler
- Investigation of the microstructural and mechanical properties of Al/TiB2 composites produced by cold spray additive manufacturing
Soğuk sprey eklemeli imalat yöntemi ile üretilen Al/TiB2 kompozitlerinin mikroyapı ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
NERGİZ İLHAMİ MERT
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT BAYDOĞAN
- Tel ark eklemli imalatla üretilmiş numunelerin tribolojik performansının incelenmesi
Investigation of tribological performance of wire arc additive manufactured components
BAKİ BERKAY UĞUZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Makine MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ RECEP ÖNLER
- Additive Manufacturing of a Heat Resistant Nickel-Based Superalloy
Isıya Dayanıklı Nikel Esaslı Bir Süper Alaşımın Eklemeli İmalatı
MUHAMMET AKYÜZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Mühendislik BilimleriCranfıeld Unıversıtyİmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. SUPRIYO GANGULY
- Tel ark eklemeli imalat yönteminde proses parametrelerinin etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of process parameters in wire arc additive manufacturing method
MEHMET NURİ ERTEKİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Mekatronik MühendisliğiBursa Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ CELALETTİN YÜCE
- Tel ark eklemeli imalat yöntemiyle üretilen alüminyum alaşımlarının mekanik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of the mechanical properties of aluminum alloys produced by wire arc additive manufacturing method
ELİF KARAYEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Metalurji MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YAHYA BOZKURT