AA5xxx VE AA7xxx alüminyum alaşımlarının soğuk metal transferi (CMT) yöntemiyle kaynaklanabilirliği ve mikroyapı-mekanik özelliklerin incelenmesi

Abstract

5xxx serisi alüminyum alaşımı otomotiv sektöründe yaygın olarak kullanılmakta olup, 7xxx serisi alüminyum alaşımları da son zamanlarda mukavemet gerektiren parçalarda tercih edilmeye başlanmıştır. Bu noktada her iki alaşımın kaynaklı birleştirme işlemi için yapılan çalışmalar son zamanlarda önem kazanmaya başlamıştır. Bu nedenle, bu çalışmada farklı alüminyum alaşımı çifti olan EN AW 5754 H111 ile EN AW 7075 T6 saclarına silisyum takviyeli ER 4043 (AlSi5) kaynak ilave teliyle farklı akım şiddetleri kullanılarak darbesiz (65, 75, 85 amper) ve darbeli (P) (100, 110, 120 amper) soğuk metal transferi (CMT) kaynağı uygulanmıştır. Numunelere makroyapı, mikroyapı incelemeleri, mikrosertlik, çekme ve eğme testleri uygulanmıştır. En düşük akım şiddeti değerinde darbesiz modda kaynatılan numune hariç makro gözenek oluşumu gözlenmemiştir. Kaynak bölgelerindeki yapıların tipik ötektik yapıya sahip olduğu gözlenmiştir. Yapıların dendrit/yarı dendrit ve eş eksenli tanelerden oluştuğu görülmüştür. Mikrosertlik testlerinde bütün numuneler benzer sonuçlar göstermiştir. Kaynak bölgesinde en yüksek ortalama mikrosertlik değeri 100 amperle kaynatılan darbeli numunede 101 HV olarak ölçülmüştür. Çekme testleri sonucunda en yüksek dayanım değerleri darbeli modda yaklaşık 170 MPa, darbesiz modda ise 122 MPa’dır. Bütün numuneler beklendiği şekilde kaynak metalinden kırılmıştır. Kırılma yüzeyleri incelendiğinde birleştirme numunelerinde sünek kırılma tipi görülmüştür. Kep ve kök eğme testi sonuçlarında bazı numuneler 180° eğilirken bazı numuneler eğilmeden kırılmıştır. Tüm test ve incelemeler sonucunda darbeli modda 110 amper akım şiddetinde birleştirilen numune en iyi sonuçları göstermiştir. Kullanılan ER4043 ilave telin bu tür birleştirmeler için istenilen birleştirmeleri sağlayabileceği fakat kaynak metali dayanım değerlerinde ana malzemelere göre beklendiği şekilde daha düşük dayanım değerleri sergilediği görülmüştür.

5xxx series aluminum alloys are widely used in the automotive industry, and 7xxx series aluminum alloys have recently started to be preferred in parts requiring strength. At this point, studies on the welded joining process of both alloys have gained importance recently. Therefore, in this study, non-pulsed (65, 75, 85 amperes) and pulsed (P) (100, 110, 120 amperes) cold metal transfer (CMT) welding was applied to different aluminum alloys couples EN AW 5754 H111 and EN AW 7075 T6 sheets using silicon-reinforced ER 4043 (AlSi5) welding filler wire with different current. Macrostructure, microstructure examinations, microhardness, tensile and bending tests were applied to the samples. No macro porosity formation was observed, except for the sample welded in non-pulse mode at the lowest current value. It has been observed that the structures in the weld zones have a typical eutectic structure. It was observed that the structures consisted of dendrite/semi-dendrite and equiaxed grains. In microhardness tests, all samples showed similar results. The highest average microhardness value in the weld zone was measured as 101 HV in the pulsed sample welded at 100 amperes. As a result of tensile tests, the highest strength values are approximately 170 MPa in pulsed mode and 122 MPa in non-pulsed mode. All samples broke from the weld metal as expected. When the fracture surfaces were examined, a ductile fracture type was observed in the joining samples. In the cap and root bending test results, some samples bent 180°, while some samples broke without bending. As a result of all tests and examinations, the sample combined with a current of 110 amperes in pulsed mode showed the best results. It has been observed that the ER4043 filler wire used can provide the desired joints for such joints, but it exhibits lower strength values in the weld metal strength values than the main materials, as expected.