Publication: Tel ark eklemeli imalat yöntemiyle üretilen alüminyum alaşımlarının mekanik özelliklerinin incelenmesi ve sonlu eleman analizi ile kıyaslanması
Abstract
Son yıllarda sanayi sektöründeki üretim teknolojilerinde yaşanan gelişmeler, daha karmaşık geometrilere sahip parçaların, daha az malzeme kaybıyla ve daha kısa sürede üretilebilmesini mümkün kılmıştır. Bu gelişmelerin öncüsü olan eklemeli imalat yöntemleri, özellikle hafiflik ve yüksek dayanım gerektiren havacılık, otomotiv ve savunma sanayii gibi alanlarda yaygın olarak kullanılmaya başlanmıştır. Tel Ark Eklemeli İmalat (TAEİ), kaynak teknolojilerine dayalı bir imalat yöntemi olup, katmanlar halinde tel formundaki metalin ergitilerek birleştirilmesi prensibine dayanmaktadır. Özellikle alüminyum alaşımları gibi hafif metallerin TAEİ yöntemiyle üretilebilmesi, bu yöntemin havacılık endüstrisindeki potansiyelini arttırmaktadır. AA5356 alüminyum alaşımı, yüksek korozyon direnci, iyi kaynaklanabilirlik özellikleri ve mekanik dayanımı sayesinde başta denizcilik, otomotiv ve havacılık gibi sektörler olmak üzere pek çok alanda kullanılmaktadır. Bu alaşımın TAEİ yöntemiyle işlenmesi, kaynak bölgesindeki mikroyapı değişimleri ve mekanik özelliklerinin özellikle detaylı bir şekilde incelenmesini gerekli kılmaktadır. Kaynak hızı, tel besleme oranı ve akım gibi üretim parametreleri, parçanın son dayanımını ve iç yapısını doğrudan etkilemektedir. Bu çalışmada, TAEİ yöntemiyle üretilen AA5356 alüminyum alaşımlarının mekanik özellikleri deneysel yöntemlerle tayin edilmiş ve bu veriler Sonlu Eleman Analiziyle elde edilen veriler ile karşılaştırılmıştır. Bu sayede, bilgisayar ortamında simülasyonla elde edilen veriler ile deneysel verilerin ne ölçüde örtüştüğünü göstermeyi amaçlamaktadır. Ayrıca, TAEİ yönteminin endüstriyel uygulamalardaki potansiyelini ve sınırlılıklarını bilimsel veriler ışığında değerlendirmeyi hedeflemektedir.
In recent years, developments in manufacturing technologies within the industrial sector have enabled the production of complex geometries with reduced material waste and shorter processing times. Leading this transformation are additive manufacturing (AM) methods that have become increasingly widespread, particularly in industries such as aerospace, automotive, and defense, where lightweight structures and high strength are essential. Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) is a manufacturing technique based on welding technologies and operates by melting and depositing metal in wire form layer by layer. The processing of lightweight metals such as aluminum alloys using this method has further increased its potential, especially in the aerospace industry. The AA5356 aluminum alloy is widely used in various sectors, including marine, automotive, and aerospace, thanks to its high corrosion resistance, good weldability, and mechanical strength. However, the use of WAAM for processing this alloy requires a detailed investigation of the microstructural changes and mechanical properties in the welded zones. Parameters such as welding speed, wire feed rate, and current intensity affect the final strength and internal structure of the produced part. In this study, the mechanical properties of AA5356 aluminum alloys produced using the WAAM method were determined through experimental methods, and the obtained results were compared with those derived from Finite Element Analysis. This comparison aims to evaluate the extent to which simulation data obtained in a virtual environment align with actual experimental results. Furthermore, the study seeks to assess the industrial potential and limitations of the WAAM method, supported by scientific data.
In recent years, developments in manufacturing technologies within the industrial sector have enabled the production of complex geometries with reduced material waste and shorter processing times. Leading this transformation are additive manufacturing (AM) methods that have become increasingly widespread, particularly in industries such as aerospace, automotive, and defense, where lightweight structures and high strength are essential. Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) is a manufacturing technique based on welding technologies and operates by melting and depositing metal in wire form layer by layer. The processing of lightweight metals such as aluminum alloys using this method has further increased its potential, especially in the aerospace industry. The AA5356 aluminum alloy is widely used in various sectors, including marine, automotive, and aerospace, thanks to its high corrosion resistance, good weldability, and mechanical strength. However, the use of WAAM for processing this alloy requires a detailed investigation of the microstructural changes and mechanical properties in the welded zones. Parameters such as welding speed, wire feed rate, and current intensity affect the final strength and internal structure of the produced part. In this study, the mechanical properties of AA5356 aluminum alloys produced using the WAAM method were determined through experimental methods, and the obtained results were compared with those derived from Finite Element Analysis. This comparison aims to evaluate the extent to which simulation data obtained in a virtual environment align with actual experimental results. Furthermore, the study seeks to assess the industrial potential and limitations of the WAAM method, supported by scientific data.