ELEKTRİK DİRENÇ KAYNAĞI PROSES PARAMETRELERİNİN ÇEKME DAYANIMI ÜZERİNE ETKİSİNİN NÜMERİK OLARAK İNCELENMESİ
Öz
Kaynak prosesi başta otomotiv sektörü olmak üzere, endüstride çelik saçların birleştirilmesinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Elektrik direnç kaynağı diğer kaynak yöntemlerine göre kolay uygulanabilirlik, otomasyona uygunluk, dolgu metali gerektirmemesi vb. avantajlar gibi bir çok avantaja sahiptir. Elektrik direnç kaynağı uzun yıllardır bilinen bir işlem olmasına rağmen otomotiv endüstrisinde çok fazla kullanıldığı için üzerinde en çok çalışılan kaynak yöntemlerinden biridir. Bu çalışmada, elektrik direnç kaynağı proses parametrelerinin çekme dayanımı üzerine olan etkisi sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak incelenmiştir. Akım, sıkıştırma kuvveti ve kaynak süresi parametreleri değişken olarak ele alınmıştır. Dokuz farklı sonlu elemanlar kaynak analizi sonucunda elde edilen birleştirilmiş sac parçalar çekme analizine girdi olarak tanımlanmıştır. Gerçekleştirilen kaynak ve çekme analizleri sonucunda maksimum punta çapı ve çekme kuvvet değerleri çıktı olarak ele alınmıştır. Elde edilen çıktılar varyans analizi (ANOVA) tabi tutularak hangi parametrenin çekme dayanımı üzerine daha etkili olduğu araştırılmıştır. Sonuç olarak, akım ve zamanın artması ile çekme mukavemet değerlerinin arttığı, sıkıştırma kuvvetinin artması ile mukavemetin azaldığı tespit edilmiştir. Çalışma ayrıca, sonuçların minimum hata ile yaklaşık olarak tahmin edilebildiği ampirik denklemler de önermektedir.
Anahtar Kelimeler
Elektrik direnç kaynağı sonlu elemanlar yöntemi çekme testi ANOVA Simufact Welding
Teşekkür
Simufact Welding paket programının bu çalışma için kullanılmasını sağlayan MSC Sofware ve BİAS Mühendislik firmalarına yazarlar olarak teşekkür ederiz.
Kaynakça
- Antika, Y. E., Tatlı, Z., Çalışkan, F., & Tehçi, T. (2018). Effect of the resistance spot welding parameters in TRIP and DP steels on mechanical properties. Engineering Sciences (NWSAENS), 13 (3), 217–228.
- Akkuş, H. (2021). AISI 1040 Çeliğinin işlenebilirliği sırasında oluşan yüzey pürüzlülüğü değerlerinin farklı tahmin modelleri ile araştırılması. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 24 (2), 84-92.
- Bacak, S., Varol Özkavak, H., & Tatlı, M. (2021). FDM yöntemi ile üretilen PLA numunelerin çekme özelliklerine işlem parametrelerinin etkisinin incelenmesi. Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi, 9 (1), 209-216.
- Basmacı, G., Kırbaş, İ., Ay, M., & Peker, M. (2018). Karma Taguchi ve yüzey yanıt yöntemi kullanılarak ASTM B574 (Hastelloy C-22)'in tornalanması esnasındaki işleme parametrelerinin yüzey pürüzlülüğüne etkisinin incelenmesi ve kesme parametrelerinin optimizasyonu. Sakarya University Journal of Science, 22, 761-771.
- Croarkin, C., & Tobias, P. (2015). Engineering statistics e-Handbook. Erişim Adresi: http://www.itl.nist.gov/div898/handbook/ Erişim Tarihi: 05.10.2015.
- Doruk, E., Pakdil, M., Çam, G., Durgun, İ., Kumru, U.C. (2016). Resistance spot welding applications in automotive industry, Mühendis ve Makina, 57 (673), 48 – 53.
- Ertek Emre, H. (2019). Strength optimization of resistance spot welded TWIP steel by Taguchi method. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 7, 778–787.
- Gürbüz H., Baday Ş., & Hamarat, İ. (2019). CNC tel elektro erozyon tezgâhında tel elektrot özelliklerinin yüzey pürüzlülüğüne etkisinin Taguchi yöntemiyle modellenmesi. Makina Tasarım ve İmalat Dergisi, 16 (1), 20-29.
- Güler Özgül, H., & Arslan, S. (2018). Investigation of the effects of different electrical resistance welding parameters on strength. Sakarya University Journal of Science, 22(2), 673–679.
- Kekik, M., Aslanlar, S., & Apay, S. (2021). Optimization of welding parameters of AHSS sheet metals in electric resistance spot welding by taguchi method. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 9, 702–711.
- Özçatalbaş, Y., Kuştutan, G., & Arabacı, U. (2018). Effect of cooling rate on mechanical properties in resistant welding joint of AISI 304 stainless steel. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, 6(2), 294–307.
- Özlü, B., Akgün, M., & Demir, H. (2019). AA 6061 alaşımının tornalanmasında kesme parametrelerinin yüzey pürüzlülüğü üzerine etkisinin analizi ve optimizasyonu. Gazi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 5, 151-158.
- Tibet, Y., & Çoruh, S. (2017). Akü cüruflarının killerle immobilizasyonu: full faktoriyel dizayn analiz. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 20 (4) , 74-80 .
- Türk, T. (2017). Merkezi kompozit tasarımı kullanılarak bakır cürufundan arsenik liçinin incelenmesi. Yerbilimleri, 37, 193-202.
NUMERICAL INVESTIGATION OF THE EFFECTS OF RESISTANCE SPOT WELDING PROCESS PARAMETERS ON TENSILE STREGTH
Öz
Welding is widely used joining method of the steel sheets in many industry especially in automotive. Compared to the other welding processes, the method provides ease of handling, simple implementation, is suitable for automation, no need any filler material, and etc. Although the resistance spot welding is the most commonly known method and has been applied for a long time, the research studies have continued since it is used highly in automotive industry. In this study, the effects of process parameters of resistance spot welding on tensile properties were investigated by using finite element method. Current, compression force, and welding time are considered process variables. Nine different finite element analyses (FEA) were conducted based on the welding parameters and the joined steel sheets obtained from FEA were defined as input into tensile analysis. The welding simulations and tensile test analysis yielded the maximum weld diameter and maximum tensile force values, respectively. The analysis of variance (ANOVA) was also carried out to examine which welding parameter is more significant on the tensile properties and weld size. As a result, while tensile properties increase with the increase of current and welding time, the increase of compression force decreases the maximum tensile forces. The study also recommends empirical equations to predict the approximate values of the responses with minimum error.
Anahtar Kelimeler
Resistance spot welding finite element method tensile test ANOVA Simufact Welding
Kaynakça
- Antika, Y. E., Tatlı, Z., Çalışkan, F., & Tehçi, T. (2018). Effect of the resistance spot welding parameters in TRIP and DP steels on mechanical properties. Engineering Sciences (NWSAENS), 13 (3), 217–228.
- Akkuş, H. (2021). AISI 1040 Çeliğinin işlenebilirliği sırasında oluşan yüzey pürüzlülüğü değerlerinin farklı tahmin modelleri ile araştırılması. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 24 (2), 84-92.
- Bacak, S., Varol Özkavak, H., & Tatlı, M. (2021). FDM yöntemi ile üretilen PLA numunelerin çekme özelliklerine işlem parametrelerinin etkisinin incelenmesi. Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi, 9 (1), 209-216.
- Basmacı, G., Kırbaş, İ., Ay, M., & Peker, M. (2018). Karma Taguchi ve yüzey yanıt yöntemi kullanılarak ASTM B574 (Hastelloy C-22)'in tornalanması esnasındaki işleme parametrelerinin yüzey pürüzlülüğüne etkisinin incelenmesi ve kesme parametrelerinin optimizasyonu. Sakarya University Journal of Science, 22, 761-771.
- Croarkin, C., & Tobias, P. (2015). Engineering statistics e-Handbook. Erişim Adresi: http://www.itl.nist.gov/div898/handbook/ Erişim Tarihi: 05.10.2015.
- Doruk, E., Pakdil, M., Çam, G., Durgun, İ., Kumru, U.C. (2016). Resistance spot welding applications in automotive industry, Mühendis ve Makina, 57 (673), 48 – 53.
- Ertek Emre, H. (2019). Strength optimization of resistance spot welded TWIP steel by Taguchi method. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 7, 778–787.
- Gürbüz H., Baday Ş., & Hamarat, İ. (2019). CNC tel elektro erozyon tezgâhında tel elektrot özelliklerinin yüzey pürüzlülüğüne etkisinin Taguchi yöntemiyle modellenmesi. Makina Tasarım ve İmalat Dergisi, 16 (1), 20-29.
- Güler Özgül, H., & Arslan, S. (2018). Investigation of the effects of different electrical resistance welding parameters on strength. Sakarya University Journal of Science, 22(2), 673–679.
- Kekik, M., Aslanlar, S., & Apay, S. (2021). Optimization of welding parameters of AHSS sheet metals in electric resistance spot welding by taguchi method. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 9, 702–711.
- Özçatalbaş, Y., Kuştutan, G., & Arabacı, U. (2018). Effect of cooling rate on mechanical properties in resistant welding joint of AISI 304 stainless steel. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, 6(2), 294–307.
- Özlü, B., Akgün, M., & Demir, H. (2019). AA 6061 alaşımının tornalanmasında kesme parametrelerinin yüzey pürüzlülüğü üzerine etkisinin analizi ve optimizasyonu. Gazi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 5, 151-158.
- Tibet, Y., & Çoruh, S. (2017). Akü cüruflarının killerle immobilizasyonu: full faktoriyel dizayn analiz. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 20 (4) , 74-80 .
- Türk, T. (2017). Merkezi kompozit tasarımı kullanılarak bakır cürufundan arsenik liçinin incelenmesi. Yerbilimleri, 37, 193-202.
Ayrıntılar
| Birincil Dil | Türkçe |
|---|---|
| Konular | Makine Mühendisliği |
| Bölüm | Makine Mühendisliği |
| Yazarlar | |
| Yayımlanma Tarihi | 3 Aralık 2021 |
| Gönderilme Tarihi | 25 Ağustos 2021 |
| Yayımlandığı Sayı | Yıl 2021 |