Investigation of mechanical and microstructural properties of aa5356 sheet manufactured by gas wire arc additional manufacturing method

Abstract

Kalıp maliyetlerinin ortadan kaldırılması, üretim kolaylığı, proses parametrelerinin çeşitliliği, malzeme, tasarrufu, tasarım esnekliği, ekonomik olması gibi özelliklerinden dolayı tel ark eklemeli imalat yönteminin (TAEİ) mühendislik uygulama alanlarında kullanımı gün geçtikçe artmaktadır. İlk ortaya çıkışlarında tamir uygulamalarında kullanılırken daha sonra bu eklemeli imalat yöntemleri üretim yöntemine dönüşerek yenilikçi üretim yöntemleri arasında kendine yer bulmaktadır. TAEİ’ de genellikle metal inert/aktif gaz (MIG/MAG) veya tungsten inert gaz (TIG) kaynak yöntemleri kullanılmaktadır. TAEİ yönteminin temel prensibi, tel formundaki hammaddenin elektrik ark ısısıyla eritilmesi ve birbiri üzerine katmanlar halinde biriktirilmesidir. Alüminyum alaşımları havacılık, uzay ve otomotiv sektörü başta olmak üzere birçok mühendislik uygulamalarında kullanılan bir malzeme olarak sanayide kendine geniş bir kullanım alanı bulmaktadır. Alüminyum alaşımlarından 5xxx serisinde ana alaşım elementi olarak kullanılan magnezyum elementi, yüksek dayanım ve sertlik gerektiren işlemleri makul kılmaktadır. Bu serideki alüminyum alaşımları (5005, 5052, 5083, 5086, vb.), deniz koşullarında nispeten iyi bir korozyon dayanımı ve iyi bir kaynak edilebilirlik karakteristiklerine sahiptir. Bu çalışmada. 4 mm kalınlığında AA5754 Al levhalar altlık malzeme olarak kullanılmıştır. AA5356 alüminyum alaşımlı teller sabit tek akım altında, MIG kaynak yöntemi uygulanarak bir duvar oluşturulmuştur. Üretilen alüminyum numunelerin, yoğunluk ölçümleri, mikro sertlik ölçümleri, çekme testleri ve mikroyapı incelemeleri yapılmıştır. Bu incelemeler sonucunda, yoğunlukların farklı katmanlarda porozitelere bağlı olarak farklı değerler gösterdiği ortaya çıkmıştır. TAEİ ile kaynak ilerleme yönüne paralel ve dik hazırlanan numunelerin çekme mukavemeti özellikleri açısından farklı davranışlar gösterdiği belirlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Tel ark eklemeli imalat, Alüminyum alaşımları, MIG Kaynak yöntemi.

The use of wire arc additive manufacturing (WAAM) method in engineering application areas is increasing day by day due to its features such as eliminating mold costs, ease of production, variety of process parameters, material savings, design flexibility and being economical. While they were used in repair applications in their first emergence, these additive manufacturing methods turned into production methods and found their place among innovative production methods. WAAM method generally uses metal inert/active gas (MIG/MAG) or tungsten inert gas (TIG) welding methods. The basic principle of the WAAM method is to melt the raw material in the form of wire with electric arc heat and deposit it in layers on top of each other. Aluminum alloys find a wide area of use in the industry as a material used in many engineering applications, especially in the aerospace and automotive sectors. Magnesium element, which is used as the main alloying element in the 5xxx series of aluminum alloys, makes processes requiring high strength and hardness reasonable. Aluminum alloys in this series (5005, 5052, 5083, 5086, etc.) have relatively good corrosion resistance and good weldability characteristics in marine conditions. In this study. 4 mm thick AA5754 Al sheets were used as base material. A wall is formed by applying MIG welding method under a constant single current for AA5356 aluminum alloy wires. Density measurements, microhardness measurements, tensile tests and microstructural examinations of the produced aluminum samples were carried out. As a result of these investigations, it has been revealed that the densities show different values depending on the porosity in different layers. It has been determined that the samples prepared parallel and perpendicular to the WAAM progress direction show different behaviors in terms of tensile strength properties. Keywords: Wire arc additive manufacturing, Aluminum alloys, MIG welding method, WAAM.