İmalat Ön Astar Kaplamanın S235JR Çeli̇ği̇ni̇n MAG ve SAW Yöntemleriyle Kaynaklanabi̇lirliği Üzeri̇ndeki̇ Etki̇sinin Karşılaştırmalı Olarak İncelenmesi̇

Year 2023, Volume: 26 Issue: 4, 1587 - 1600, 01.12.2023

Cemil Çetinkaya , Ali Akay , Uğur Özdemir

https://doi.org/10.2339/politeknik.1323835

Cited By: 1

Abstract

Bir kaynak işleminin başarılı olması, kaynaklı bağlantıdaki ısı girdisinin de dahil olduğu birçok faktöre bağlıdır. Bu yüzden, kaynaklanacak plakaların ısıl iletkenliği, kaynak yönteminin seçimi kadar önemlidir. Bu çalışmada, farklı kalınlıklarda imalat ön astar (shop-primer) ile kaplanmış ve kaplanmamış S235JR yapısal çelik levhalara Metal Aktif Gaz (MAG) ve Tozaltı Ark Kaynağı (SAW) yöntemleri uygulanmış ve bu uygulamaların değişen ısı girdileri ile malzemelerin mekanik ve mikroyapısal özellikleri üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Alaşımsız çelik kompozisyonundaki SG2/S2 telleri dolgu metali olarak kullanılmıştır. Değişken parametreler olarak yüzey koşulları, kaplama kalınlığı ve ısı girdisi seçilmiştir. Araştırma sonucunda değişen kaplama kalınlıklarının ve kaynak yöntemlerinin kaynakta hatalara neden olduğu gözlemlenmiştir. Tahribatsız testler, yüzey koşullarının ve kaynak yöntemlerinin kaynak bağlantısı üzerinde kısmen etkili olduğunu ortaya koymuştur. Çekme, darbe ve eğme testlerinde 75 µm kalınlığa sahip numuneler zayıf sonuç vermiştir.Sonuçlar fraktografi çalışmaları ile doğrulanmıştır.

Keywords

Kumlama, yüzey kaplama, imalat ön astar, ark kaynağı, mikroyapı

A Comparative Investigation into the Impact of Shop-Primer Coating on Weldability Of S235JR Steel Using MAG And SAW Processes

Abstract

The outcome of a welding process relies on various factors, one of which is the heat input at the welded joint. Consequently, the thermal conductivity of the plates to be welded holds significant importance, just like the selection of the welding technique. This research investigates the impact of applying Metal Active Gas (MAG) and Submerged Arc Welding (SAW) methods on differently coated (shop-primer) plates, as well as un-coated S235JR structural steel plates. The study explores how these applications, with varying heat inputs, affect the mechanical and microstructural properties of the materials. Filler metal of SG2/S2 non-alloy steel grade wires was employed. The variable parameters chosen included surface conditions, coating thickness, and heat input. It was observed that altering the coating thicknesses and welding methods led to welding defects. Non-destructive tests indicated that surface conditions and welding methods somewhat influenced the weld joint. Specimens with a thickness of 75 µm exhibited poor performance in tensile, impact, and bending tests. Fractography studies validated these findings.

Keywords

Sand blasting, surface coating, shop-primer, arc welding, microstructure

References

• [1] Çetinkaya C., Akay A., Arabacı U., and Özdemir U., “Effect of shop-primer coating on S235JR steel on MAG weldability”, Advances in Materials Science, 22(2): 49-63, (2022).
• [2] Zhabrev L., Dmitry K., Igor M., and Oleg P., “The Coatings Breakdown Products Influence on the Gas Metal Arc Welding Parameters”, Coatings, 10(11): 1061, (2020).
• [3] Hempel, “How to select the right paint system - Guidelines for corrosion protection in accordance with ISO 12944”, Available: https://www.hempel.com (accessed on 11 June 2023).
• [4] Blasko G. J., Moniak D. J., and Howser B. C., “Evaluation of Hitachi Zosen Portable Welding Robotics”, SP-7 Welding Panel, The National Shipbuilding Research Program, Wisconsin, 3-5, (1992).
• [5] Solic T., Maric D., Jagodic Z., Samardzic I., “Testing of the Shopprimer’s Influence on the Quality of Welded Joint” Metalurgija, 56(3-4): 357-360, (2017).
• [6] Hong S. and Lee J., “Effects of hybrid welding parameters on porosity formation in C-Mn steel for shipbuilding, 24th International Congress on Laser Materials Processing and Laser Microfabrication, Miami, 554-559, (2005).
• [7] D’Addona D. M., Genna S., Giordano A., Leone C., Matarazzo D., and Nele L., “Laser Ablation of Primer During the Welding Process of Iron Plate for Shipbuilding Industry”, 9th CIRP Conference on Intelligent Computation in Manufacturing Engineering, Naples, 464-469, (2014).
• [8] Ahsan Md. R. U., Kim Y. R., Ashiri R., Cho Y. J., Jeong C., and Park Y. D., “Cold Metal Transfer (CMT) GMAW of Zinc­Coated Steel”. Welding Journal, 95: 120-132, (2016).
• [9] Volpone M. and Mueller S., “Problems linked to welding and cutting of primer treated metal sheets”, Welding International, 20(12): 942-947, (2006).
• [10] Rexach A., Naik S. and Taylor A., “Weldable Anticorrosion Coatings for Steel Protection”, European Corrosion Congress, Montpellier, 2578, (2016).
• [11] Kongel A., “Ergitme esaslı kaynak uygulamalarında kimyasal bileşimi etkileyen faktörlerin incelenmesi”, MSc Thesis, Yıldız Technical University Institute of Science and Technology, (2005).
• [12] Ertürk İ., Durukan T., and Şentürk B., “Çeliklerin Kaynağında Isıdan Etkilenen Bölgenin Mikro Yapı Ve Özelliklerinin Tahmini”, 10th Welding technology national congress and fair, Ankara, 337, (2017).
• [13] SSAB, “A Guide to Better Welding of Hardox and Strenx - Welding Handbook”, 2nd Edition, Available: www.ssab.com (accessed on 17 June 2023).
• [14] EN 1090-2, “Execution of steel structures and aluminum structures - Part 2: Technical requirements for steel structures”, (2018).
• [15] Altınkök N., “MAG-TIG-Tozaltı Kaynak Bağlantısının Sonlu Elemanlar Yöntemi ile Termal Analizi”, Karaelmas Science and Engineering J., 7: 536-544, (2017).
• [16] Akkaş N., Onar V., and Varol F., “Raylı Sistem Araçlarında Kullanılan S235JR(Cu) Çelik Sacların Direnç Nokta Kaynağında Mikro Yapı Analizi”, 3rd International congress on vocational & technical sciences, Gaziantep, 1591-1599, (2018). [17] Parmar, R.S., “Welding Engineering and Technology”, (First Edition), Khanna Publisher, India, 659-700, (1995).
• [18] Ghandi A., Shamanian M., Salmani M. R., and Kangazian J., “Improvement of the microstructural features and mechanical properties of advanced high-strength steel DP590 welds”. Int. J. Miner. Metall. Mater., 28: 1022–1029, (2021).
• [19] Durgutlu A., Gülenç B. and Tülbentci K., “Ark Kaynağında Kaynak Hızının Nüfuziyete ve Mikroyapıya Etkisi”, Tr. J. of Engineering and Environmental Science, 23: 251-259, (1999).
• [20] Çetinkaya C., Akay A., Arabacı U. and Fındık T., “S235JR malzemeye uygulanan astar kaplamanın tozaltı ark kaynak kabiliyetine etkisi”, Journal of Polytechnic, 25(3): 1335-1348, (2022).
• [21] Apay S. and Demirbaş U., “S355J2+N Malzemelerin Elektrocuruf Kaynak Yöntemi ile Kaynaklanabilirliği ve Mekanik Özeliklerinin İncelenmesi”, Düzce University Journal of Science and Technology, 8(1): 940-950, (2020).
• [22] Kou S., “Welding Metallurgy”, (Second Edition), Department of Materials Science and Engineering University of Wisconsin, USA, 143-393, (2003).
• [23] Çetinkaya C., Arabacı U. ve Akay A., “Yakma Alın Kaynağı İle Kaynatılmış İki Farklı Çeliğin Kaynak Kalitesine Yığma Akım Zamanının Etkisi”, Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Der., 21: 519-525, (2006).
• [24] Bahman A.R. and Alialhosseini E., “Change in hardness, yield strength and UTS of welded joints produced in St37 grade steel”, Indian Journal of Science and Technology, 1162-1164, (2010).
• [25] Kossakowski P.G., “Experimental Determination of the Void Volume Fraction for S235JR Steel at Failure in the Range of High Stress Triaxialities”, Arch. Metall. Mater., 167-172, (2017).
• [26] Pineau A., Benzerga A.A., Pardoen T., “Failure of metals I: Brittle and ductile fracture”, Acta Materialia, 107: 424-483, (2016).
• [27] Biner İ, “Kaynaklı Numunelerin Tahribatlı Testlerinin Güvenilirliği ve Cihaz Kalibrasyonu”, 10th Welding technology national congress and fair, Ankara, 125-129, (2015).
• [28] Çetinkaya C., “Düşük karbonlu çeliklerin tozaltı ark kaynak yöntemi ile kaynak edilebilirliği ve mekanik özelliklerinin incelenmesi”, Gazi University Journal of Science, 12(2): 279-293, (1999).
• [29] Safriwardy F., “The Effect of Welding Position on the Quality of SMAW Welding Electrode Joint AWS E 7018”, 1st Workshop on Multidisciplinary and Its Applications, Aceh, 278, (2018).
• [30] Ada H., Aksöz S., Fındık T., Çetinkaya C. & Gülsün M., “Tozaltı Kaynak Yöntemiyle Birleştirilen Petrol ve Doğalgaz Borularının Mikroyapı ve Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi”, Journal of Polytechnic, 19 (3): 275-282, (2016).
• [31] Kaya Y. "S235JR ile S355JR Yapı Çeliklerinin Özlü Tel Elektrotla MAG Kaynak Yöntemiyle Birleştirilebilirliğinin Araştırılması", Politeknik Dergisi, 21(3): 597-602, (2018).