Tel ark eklemeli imalat yöntemiyle dubleks paslanmaz çelik plaka üretiminde proses parametrelerinin optimizasyonu ve plaka mekanik özelliklerinin incelenmesi

Loading...
Thumbnail Image

Date

2022

Authors

Konca, Erkan

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Publisher

Open Access Color

OpenAIRE Downloads

OpenAIRE Views

Research Projects

Organizational Units

Organizational Unit
Metallurgical and Materials Engineering
(2004)
The main fields of operation for Metallurgical and Materials Engineering are production of engineering materials, defining and improving their features, as well as developing new materials to meet the expectations at every aspect of life and the users from these aspects. Founded in 2004 and graduated its 10th-semester alumni in 2018, our Department also obtained MÜDEK accreditation in the latter year. Offering the opportunity to hold an internationally valid diploma through the accreditation in question, our Department has highly qualified and experienced Academic Staff. Many of the courses offered at our Department are supported with various practice sessions, and internship studies in summer. This way, we help our students become better-equipped engineers for their future professional lives. With the Cooperative Education curriculum that entered into effect in 2019, students may volunteer to work at contracted companies for a period of six months with no extensions to their period of study.

Journal Issue

Abstract

Son yıllarda, malzemelerin katman katman biriktirilmesi yoluyla ürünler oluşturmak için kullanılan eklemeli imalat (Eİ), çeşitli endüstrilerde üretim süreçlerinin verimliliğini artırmanın bir yolu olarak ilgi konusu olmuştur. Bu tezde, süper dubleks paslanmaz çelik plaka parçalar soğuk metal transferi kaynak tekniği kullanılarak tel ark eklemeli imalat (WAAM) ile elde edilmiştir. İstenen kaynak kalitesini veren eklemeli üretim parametrelerinin (voltaj, akım ve hız) optimum kombinasyonunu elde etmek için, eklemeli kaynak işleminin nümerik simülasyonuna dayalı istatistiksel modeller oluşturmak üzere yanıt yüzeyi yöntemi kullanılmıştır. Deneysel süreci çalışmak üzere COMSOL Multiphysics 5.5 yazılımı ve istatistiksel modelleri elde etmek için Expert-Design yazılımı kullanılmıştır. Kontrol edilen değişkenlerden akım ve gerilim için optimum değerler sırasıyla 200 amper ve 15 volt, kaynak hızı için ise 10 mm/sn olarak bulunmuştur. Daha sonra, sıfır altı sıcaklıklarda tek kenar çentikli çekme (SENT) numuneleri kullanılarak kırılma tokluğu testleri gerçekleştirilmiştir. Kırılma tokluğu verileri, hem haddelenmiş plaka hem de eklemeli imalat ile üretilmiş plaka parçalar için çatlak ilerleme direnci eğrileri oluşturmak ve J-integraline (enerji salım hızı) dayalı sonuçları karşılaştırmak için kullanılmıştır. SDSS Grade 2507 haddelenmiş plaka numuneleri için kararlı çatlak büyümesi başlangıcındaki J-integral değeri (Ji), WAAM DSS Grade 2209'un (Ji) değerinden yaklaşık %17 ve WAAM SDSS Grade 2509'un (Ji) değerinden ise %31 daha yüksek olarak belirlenmiştir.
In recent years, additive manufacturing (AM) for metals, which is used to create products using layer-by-layer deposition of materials, has been a subject of interest as a means of enhancing the efficiency of manufacturing processes in various industries. In this thesis, super duplex stainless steel parts have been wire arc additively manufactured (WAAM) using the cold metal transfer welding technique. To obtain the optimum combination of additive manufacturing parameters (voltage, current and speed) that yields the desired bead quality, response surface method has been used to build statistical models based on numerical simulation of additive welding process. COMSOL Multiphysics 5.5 software has been used to perform the experimental instead of real process and Expert-Design software was used to obtain the statistical models. The optimal values of the controlled variables were found as 200 amperes and 15 volts for current and voltage, and 10 mm/s for welding speed. Then, the fracture toughness tests using the single edge notched tension (SENT) specimens were implemented at a sub-zero temperature. Fracture toughness data has been used to establish crack-growth resistance curves for both, as-received rolled plate and additively manufactured parts and compare the results based on J-integral (energy release rate). The J-integral value at the initiation of stable crack growth (Ji) of SDSS Grade 2507 as-received plate specimens is approximately 17% higher than the (Ji) value of WAAM'd DSS Grade 2209 and 31% higher than the (Ji) value of WAAM'd SDSS Grade 2509.

Description

Keywords

Mühendislik Bilimleri, Elektrik ark kaynağı, Paslanmaz çelik, Engineering Sciences, Electric arc welding, Tepki yüzeyleri, Stainless steel, Response surfaces, Üretim teknikleri, Production techniques

Turkish CoHE Thesis Center URL

Fields of Science

Citation

WoS Q

Scopus Q

Source

Volume

Issue

Start Page

0

End Page

159