Otomotiv endüstrisinde kullanılan SCGA590 DU çeliğinin nokta direnç kaynağıyla birleştirilebilirliğinin incelenmesi

Abstract

Bu tez çalışmasında, otomotiv endüstrisinde kullanılan 1,2 mm kalınlığındaki SCGA590 DU çift fazlı çelik sacların nokta direnç kaynak yöntemiyle birleştirilebilirliği incelenmiştir. Deneysel çalışmada kaynak akımı ve kaynak süresinin kaynaklı bağlantıların mikroyapı, mikro sertlik, kaynak çekirdek çapı, çekme-makaslama dayanımı ve kırılma tipi üzerindeki etkileri değerlendirilmiştir. Bu amaçla SCGA590 DU çelik numuneleri 8 kA, 10 kA ve 12 kA kaynak akımlarında; 100 ms ve 200 ms kaynak sürelerinde nokta direnç kaynağı ile birleştirilmiştir. Deneylerde elektrot basıncı sabit tutulmuş ve her parametre grubu için numuneler hazırlanmıştır. Kaynaklı numunelerin mikro yapısal incelemeleri optik mikroskop ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile gerçekleştirilmiştir. Esas metal, ısının tesiri altındaki bölge ve kaynak metali bölgelerinde meydana gelen mikroyapısal değişimler değerlendirilmiştir. Ayrıca malzemeye EDS analizi yapılarak elementel dağılımı incelenmiş ve malzemenin Fe esaslı yapısı ile galvaniz kaplamaya bağlı Zn varlığı değerlendirilmiştir. Mekanik özelliklerin belirlenmesi amacıyla mikro sertlik ölçümleri ve çekme-makaslama deneyleri yapılmıştır, maksimum sertlik değeri 12 kA-100 (600 HV) parametrelerinde elde edilirken, maksimum çekme makaslama değeri 10 kA-200 ms (13.92 kN) parametrelerine elde edilmiştir. Çekme-makaslama deneyleri sonrasında oluşan kırılma tipleri makro ve mikro ölçekte incelenmiş; ara yüzey kırılması, kısmi ara yüzey kırılması ve düğme tipi kırılma davranışları değerlendirilmiştir. Sonuç olarak SCGA590 DU çift fazlı çeliğin nokta direnç kaynağı ile birleştirilebilir olduğu, ancak uygun kaynak kalitesi için akım ve süre parametrelerinin dengeli seçilmesi gerektiği belirlenmiştir. Çalışma sonucunda, kaynak parametrelerinin mikroyapı, sertlik, çekme-makaslama dayanımı, kaynak çekirdek çapı ve kırılma tipi üzerinde belirgin etkisi olduğu ortaya konulmuştur. Bu yönüyle çalışma, SCGA590 DU çeliğinin otomotiv endüstrisindeki nokta direnç kaynak uygulamalarına yönelik parametre seçimi ve kaynak kalitesi değerlendirmesi açısından literatüre katkı sağlayabilecek niteliktedir.

In this thesis study, the weldability of 1.2 mm-thick SCGA590 DU dual-phase steel sheets used in the automotive industry was investigated using the resistance spot welding method. In the experimental study, the effects of welding current and welding time on the microstructure, microhardness, weld nugget diameter, tensile shear strength, and failure mode of the welded joints were evaluated. To this end, SCGA590 DU steel specimens were joined by resistance spot welding at welding currents of 8 kA, 10 kA, and 12 kA, and welding times of 100 ms and 200 ms. Electrode pressure was kept constant during the experiments, and specimens were prepared for each parameter group. Microstructural examinations of the welded specimens were performed using an optical microscope and a scanning electron microscope. Microstructural changes occurring in the base metal, heat-affected zone, and weld metal regions were evaluated. In addition, EDS analysis was performed on the material to examine the elemental distribution, and the presence of Zn associated with the galvanized coating was evaluated in the Fe-based structure of the material. Microhardness measurements and tensile shear tests were conducted to determine the mechanical properties. The failure modes resulting from tensile-shear tests were examined at the macro- and micro-scales; interfacial failure, partial interfacial failure, and pullout failure behaviors were evaluated. As a result, it was determined that SCGA590 DU dual-phase steel can be joined using resistance spot welding; however, a balanced selection of welding current and welding time parameters is required to achieve adequate weld quality. The study revealed that welding parameters have a significant effect on microstructure, micro hardness, tensile shear strength, weld nugget diameter, and failure mode. In this regard, the study has the potential to contribute to the literature in terms of parameter selection and weld quality assessment for resistance spot welding applications of SCGA590 DU steel in the automotive industry.