XPF800 sıcak haddelenmiş ferritik çeliğin farklı kaynak yöntemlerinde optimum kaynak parametrelerinin tespiti

Abstract

Bu tez kapsamında TATA çelik firması tarafından yeni üretilen mikro alaşımlı sıcak haddelenmiş ferritik XPF800 çeliğinin tungsten inert gaz, metal aktif gaz ve sürtünme karıştıma kaynağı yöntemleri ile kaynaklanabilirliği incelenmiştir. Herbir kaynak yönteminin içyapı ve mekanik özelliklere olan etkisi kapsamlı bir şekilde araştırılmıştır. Kaynaklı bağlantıların içyapısı, optik mikroskop ve taramalı elektron mikroskobu kullanılarak karakterize edilmiştir. İçyapıda bulunan elementlerin atomik konsantrasyonlarının belirlenebilmesi için enerji dağılımlı X-ışını spektrometrisi kullanılmıştır. XPF800 plakalara uygulanan tungsten inert gaz kaynağında akım, kaynak hızı ve ısı girdisi için optimum parametreler sırasıyla 140 A, 100 mm/min ve 0,62 kJ/mm olarak bulunmuştur. Metal aktif gaz kaynağında optimum kaynak parametreleri 180 A kaynak akımı, 650 mm/min kaynak ilerleme hızı, 21,6 V kaynak ark voltajı ve 0,287 kJ/mm ısı girdisi olarak belirlenmiştir. Sürtünme karıştırma kaynağında ise optimum kaynak parametreleri 11 kN baskı yükü, 750 min-1 takım devir sayısı ve 95 mm/min ilerleme hızı olarak belirlenmiştir. Üç farklı kaynak yönteminde de kaynak bölgesinin içyapısında oluşan asiküler ferritin mukavemeti artırıcı yönde etkilediği gözlemlenirken, ısıdan etkilenen bölgede yumuşama kaynaklı mukavemet düşüşü gözlemlenmiştir.

In this thesis, the weldability of the newly produced micro-alloyed hot rolled ferritic XPF800 steel by TATA steel company using tungsten inert gas, metal active gas and friction stir welding methods was investigated. The effect of each welding method on the microstructure and mechanical properties has been extensively investigated. The microstructure of the welded joints was characterized using an optical microscope and a scanning electron microscope. Energy dispersive X-ray spectrometry was used to determine the atomic concentrations of the elements in the microstructure. Optimum parameters for current, welding speed and heat input in tungsten inert gas welding applied to XPF800 plates were found to be 140 A, 100 mm/min and 0,62 kJ/mm, respectively. Optimum welding parameters in metal active gas welding were determined as 180 A welding current, 650 mm/min welding speed, 21,6 V welding arc voltage and 0,287 kJ/mm heat input. In friction stir welding, the optimum welding parameters were determined as 11 kN tool downforce, 750 min-1 tool rotational speed and 95 mm/min traverse speed. In all three different welding methods, it was observed that acicular ferrite formed in the microstructure of the weld zone affected the strength in an increasing way, while a decrease in strength due to softening was observed in the heat-affected zone.