Lazer kaynağı yüksek kalitede kaynak dikişiyle parçaların birleştirilebildiği kaynak yöntemlerinden biridir. Kaynak kalitesinin iyi olması önemli ölçüde kaynak parametrelerinin doğru seçilebilmesine bağlıdır. Doğru seçilemeyen parametreler yeterli nüfuziyet sağlanamamasına, kaynakta istenmeyen mikroyapıların oluşmasına sebep olmaktadır. Kaynak parametrelerinin doğru seçilebilmesi için kaynağın kalitesine olan etkilerinin tespit edilmesi gerekmektedir.
Bu çalışmanın amacı kaynak kalitesini etkileyen en önemli parametrelerden olan darbe enerjisi ve koruyucu gazın kaynağa olan etkilerinin araştırılmasıdır. Bu sebeple bu çalışmada AISI 316L çelik parçalar Nd:YAG lazer kaynağı ile darbeli modda birleştirilmiştir. Bu birleştirmeler diğer parametreler sabit tutularak darbe enerjisi ve koruyucu gazların değiştirilmesi suretiyle yapılmıştır. Kaynak sonrası, kaynak metali ve ITAB bölgelerindeki mikro ve makro yapılar optik mikroskop ile incelenmiştir. Kaynak işlemleri ANSYS paket programının Transient Thermal modülünde modellenmiş ve kaynak işlemlerindeki ısı dağılımları incelenmiştir.
Bu incelemeler sonucu 15 J darbe enerjisi ile oksijen koruyucu gazı altında yapılan kaynak işlemi dışında tüm kaynak işlemlerinde birleşme sağlandı. Kaynak metali metalografik incelemelerinde en yüksek kaynak genişliği 2030 µm, en düşük kaynak genişliği ise 1568 µm bulundu. En yüksek penetrasyon derinliği 1280 µm, en düşük penetrasyon derinliği 495µm bulundu. En yüksek oksit tabakası kalınlığı 20.77 µm, en düşük oksit tabakası kalınlığı ise 11.42 µm bulundu. ITAB bölgelerinde artan darbe enerjisine bağlı ferrit bantları, ITAB genişlemesi ve tane irileşmeleri görüldü.
Mikroskop görüntüleri ile termal analiz sonuçları karşılaştırıldığında darbe enerjisi artışının iki analizde de kaynak genişliğini, penetrasyon derinliğini, ferrit bantları sayısını arttırdığı ve ITAB bölgesinin genişlemesine ve tane irileşmesine yol açtığı görülmüştür. Argon koruyucu gazının oksitlenmeye karşı daha iyi koruma yaptığı görülmüştür.
Anahtar Kelimeler: ND:YAG Lazer Kaynağı, Kaynak Parametreleri, AISI 316L, Mikroyapı, ANSYS
|
