S355J2 yapı çeliklerinin toz altı ark kaynağında dolgu metalinin mikroyapı ve mekanik özelliklere etkisi

Abstract

Bu çalışmada 20 mm kalınlığa sahip S355J2 yapı çeliğine EN ISO 14171-A standardına göre üretilmiş GeKa S1, S2Si ve S3Mo dolgu metalleri kullanılarak toz altı ark kaynağı yöntemi ile alın kaynağı prosesi gerçekleştirilmiştir. X kaynak ağzı geometrisi ve 600 kaynak ağzı açısı ile EN ISO 147174 standardına uygun olarak üretilmiş alüminat bazik Eliflux BFPP (SAAB66ACH5) tozu kullanılarak kaynak işlemleri uygulanmıştır. Kaynak prosesi sonrasında tahribatsız muayene, makro yapı incelemesi, mikroyapı incelemesi ile mikrosertlik, eğme, çekme ve -20 0C’de kaynak metali ve ısıdan etkilenmiş bölge (IEB)’den çentik darbe testleri gerçekleştirilerek kaynaklı yapılar karakterize edilmiştir. Farklı dolgu metalleri kullanılarak elde edilen kaynaklı yapıların özellikleri kıyaslanarak kullanım alanında beklenen performansa yönelik olarak dolgu metali seçimi için mikroyapı – mekanik özellik ilişkisi kurulmuştur. Elde edilen sonuçlar S1 dolgu metali ile yapılan kaynakların kaynak bölgesinden; S2Si ve S3Mo dolgu metalinde ana malzemeden koptuğunu göstermiştir. Her üç kaynakta da akma ve çekme dayanımı ve %uzama değerlerinde bariz bir farklılık gözlenmemiştir. Fakat S1’e kıyasla S3Mo kullanımı nedeniyle kaynak metali ve IEB’deki çentik darbe dayanımında sırasıyla %15 ve %166, mikrosertlikte %37 ve %8’lik artış sağlanmıştır. Sonuç olarak denizcilik endüstrisinde kullanılan yapı çeliklerinin kaynak uygulamalarında S2Si ve S3Mo dolgu metallerinin kullanımının mikroyapı ve mekanik özellikler açısından uygun olduğu fakat maliyet/performans açısından değerlendirildiğinde ise S2Si teli kullanımının, düşük sıcaklıklarda yüksek darbe dayanımı gereksiniminin arttığı kritik uygulamalarda ise S3Mo dolgu metali kullanımının daha uygun olacağı ortaya koyulmuştur.