Strength mis-match effects on fracture behavior of structural steel welds
Yapısal çeliklerin kaynağında mukavemet uyuşmazlığının kırılma davranışı üzerindeki etkisi
- Tez No: 77241
- Danışmanlar: DOÇ.DR. SEÇİL ERİM
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Kaynak, Kırılma mekaniği, Çelik-metal, Welding, Fracture mechanics, Steel-metal
- Yıl: 1998
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Birçok metalik malzemenin kaynağında lazer ışını (LB) klasik kaynak yöntemleriyle karşılaştırıldığında oldukça fazla avantajlara sahiptir. Bu avantajlar arasında düşük ısı girdisi, dar kaynak dikişi ve ısıdan etkilenmiş bölge (HAZ), şekil bozukluğunun azlığı ve yüksek hızda düzgün kaynak sayılabilir. Buna rağmen, benzer ve farklı metalik bağlantıların mekanik test yöntemleri ve alışılmış malzemelerin bu yeni kaynak işlemine olan tepkileri henüz tam olarak belirlenmemiştir. Lazer kaynaklı bağlantılar Türkiye'de henüz ticari amaçlı olarak kullanılmamaktadır. Bu tür bağlantıların kullanımı deney amaçlı yapılabilmektedir. Bu projenin amaçlan kırılma mekaniği yöntemlerini izleyerek deneysel yollarla kaynak bölgesinin heterojenitesi hakkında bilgi edinmek, kıırılma mekaniği açısından lazer kaynaklı bağlantıların mekanik ve metalurjik özellilderinin belirlenmesine yardımcı olmak ve aynca lazer kaynaklı bağlantılar için Standard bir test yöntemi geliştirilmesine katkıda bulunmaktır. Birçok araştırmacı, erişilmesi güç yerlerde ve ağır dış ortam koşullarında kullanılabilen, otomatik ve robotize edilmiş bir kaynak yöntemi olan lazer kaynağının yakın gelecekte en çok tercih edilen ve kabul edilmiş tekniklerden biri olacağına inanmaktadır. Bu çalışmada lazer kaynağı sırasında meydana gelen mikroyapı ve benzer ve farklı, ostenitik ve ferritik lazer kaynaklı bağlantıların mekanik özellikleri ve kırılma davranışlan incelenmiştir. Kaynak bölgesinin çekme ve kırılma tokluğu özelliklerinin tam olarak belirlenmesi, kaynağın yeterliliğinin ve bağlantı performansının servis çalışma durumunda tam olarak anlaşılabilmesi ve böylesine bir dar kaynak dikişine sahip bağlantılar için hata belirleme prosedürlerinin uygulanabilmesi açısından son derece önemlidir. Lazer kaynağı yapılmış bağlantıların kaynak ve ısıdan etkilenmiş bölgelerinin mekanik özelliklerinin belirlenebilmesi amacıyla düz mikroçekmenumuneleri kullanılarak çekme deneyleri yapılmıştır. Elde edilen değerler standart çekme ve yuvarlak çekme numuneleri ile elde edilen değerlerle karşılaştınlmıştır. Bunun için 6 mm kalınlığında çelik plakalardan üç benzer ve iki farklı CO2 lazer kaynaklı bağlantı elde edilmiştir. Mekanik özellikler ayrıca mikroyapı incelemeleri ve mikrosertlik ölçümleri ile de araştırılmıştır. Benzer ve farklı lazer kaynaklı bağlantıların kırılma tokluklarının ve kırılma davranışlarının sıcaklıkla değişiminin belirlenebilmesi için oda sıcaklığında ve -40 °C'de üç noktalı eğilme numuneleri kullanılarak Çatlak Ucu Açılma (CTOD) ve Çatlak Ağzı Açılma (CMOD) ölçümleri yapılmıştır. Çatlak ucu bölgesindeki mekanik heterojenitenin (mis-match) CTOD üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Bu çalışma Dokuz Eylül Üniversitesi ile Almanya, GKSS Araştırma Merkezi arasında Lazer Kaynağı konusunda yürütülen ortak projenin bir bölümünü oluşturmaktadır. Türkiye'den TÜBİTAK, Almanya'dan Jülich Araştırma Merkezi tarafından parasal olarak desteklenmektedir.
Özet (Çeviri)
For the welding of many structural metallic materials, laser beam (LB) offers many advantages over traditional welding processes. The advantages include a low heat input, narrow bead width and heat affected zone (HAZ), low distortion, welding in an exact and reproducible manner at high speed. However, the mechanical testing methods of laser welded similar and dissimilar joints and the response of conventional materials to this new process have not yet been fully established. Laser welded joints are not yet commercially used in Turkey. The use of such joints are in the experimental phase. The aims of this project are to gain more information on the heterogeneity of the welded region by means of experimental procedures, following the fracture mechanics methods, to help establish the mechanical and metallurgical properties of laser welded joints from the fracture mechanics aspects and also help to set-up a standard test procedure method for laser welded joints. It is strongly believed by many researchers that laser welding which offers possibilities for automotization and robotization for welding to be carried out in areas of difficult access in severe operating conditions, among its many other advantages will be one of the most widely accepted welding techniques worldwide in near future. This study was undertaken to investigate t'ıe microstructural evaluation occurring during welding and to determine the mechanical properties and fracture behavior of laser welded similar and dissimilar ferritic and austenitic steel joints. A complete information on the tensile and fracture toughness properties of the fusion zone is essential for pre-qualification and understanding of the joint performance in service as well as for conducting the defect assessment procedure for such very narrow weld joints. An experimental investigation on the mechanical properties of laser weld joints were carried out to establish a testing procedure using flat microtensile specimens for determination of the tensile properties of the weld metal and heatIll affected zone (HAZ) of the laser beam welds. These results are compared to those obtained with standard transverse tensile and round tensile tests. To accomplish this, three similar and two dissimilar butt-joints were produced by CO2 laser, using 6 mm thick steel plates. The mechanical properties of laser welded specimens have been further examined by extensive microhardnçss measurements and microstructural evaluation has been carried out on the joints. The CTOD (Crack Tip Opening Displacement) and CMOD (Crack Mouth Opening Displacement) tests were performed at Room Temperature and -40 ° C, to determine the fracture toughness of similar and dissimilar LB welds and the variation of the fracture behavior with temperature by using three point bend specimens. The effect of mechanical heterogeneity (mis-matching) at the vicinity of the crack tip on the CTOD fracture toughness values was also discussed. This study is part of a joint project between Dokuz Eylül University and GKSS Research Center, Germany on the research on LB welds carried out at GKSS Research Center. It is financially supported by TÜBİTAK, Turkey and International Bureau Jülich, Germany.
Benzer Tezler
- Li2O - ZnO - Al2O3 camlarının kontrollü kristalizasyonu ve cam seramiklerin karakterizasyonu
The Controlled crystallization of Li2O - ZnO - Al2O3 - SiO2 glasses and the characterization of glass ceramics
ENGİN MAYTALMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1999
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERDEM DEMİRKESEN
- Alümina ilavesinin Li2O-ZnOSi2 cam ve cam seramiklerinin kristalizasyon davranışı, mekaniksel ve kimyasal özellikleri üzerine etkisi
Başlık çevirisi yok
ELVAN BİLGE ÇUKUR
- Seramik birleştirme teknolojisi ve yapısal seramiklerin lehimlenmesi
Ceramic foining technology and brazing of structural ceramics
OSMAN AKKOCA
- Parçacık takviyeli karma malzemelerdeki artık gerilmelerin sonlu elemanlar yöntemiyle analizi
The finite elements analysis of the thermal residual stresses in the particulate reinforced metal matrix composites
ALİ CANSUN
- The Effect on local strength mis-match on crack resistance curves in the HAZ of nodular cast iron weldments
Demir dökme kaynaklarının ITAB'ında bölgesel mukavemet farkının çatlak direnç eğrisi üzerindeki etkisi
TANJU TÜRKYAŞAR
