AISI 304 Östenitik Paslanmaz Çelik Levhaların TIG Kaynağı ile Birleştirilmesinde Farklı Koruyucu Gaz Tiplerinin Mekanik Özelliklerine Etkisi

Abstract

AISI 304 kalite Östenitik paslanmaz çelikler, paslanmaz çelikler arasında en çok kullanılan kalitelerden biridir. Kimyasal bileşimin ve mekanik özellikleri sayesinde kolay işlenebilir ve şekil alabilir olması, kaynaklanabilme kabiliyetinin yüksek olması ve düşük maliyetle korozyon direnci sağlaması nedenleriyle başta gıda, kimya, ilaç ve petrokimya endüstrisi olmak üzere birçok alanda tercih edilen bir paslanmaz çelik kalitesidir. Bu çalışmada, 3 mm kalınlığındaki AISI 304 paslanmaz çelik levhalar birbirlerine Tungsten Inert Gaz (TIG) kaynak yöntemi ile 2 mm 308L ilave metali ve 60/90 Amper, 65/100 Amper, 70/110 Amper ısı girdileri ile %100 Argon ve Karışım 212 koruyucu gazları kullanılarak kaynaklanmıştır. Bu aşamada malzemelerin kaynaklanmasında %100 Argon ve Karışım 212 koruyucu gaz kullanımlarının birleştirmelerin mekanik özelliklerine etkisi incelenmiştir. Kaynaklı numuneler için çekme testi yapılmış, makroyapı, mikroyapı özellikleri optik mikroskop ile incelenmiş ve kaynak bölgesi ve ana malzemeyi içerecek şekilde 10 farklı noktadan mikrosertlik ölçümleri alınmıştır. Yapılan ölçümler sonrasında koruyucu gaz değişiminin kaynaklı paslanmaz çelik malzemelerin çekme dayanımı ve sertlik özellikleri gibi mekanik özelliklerinde etkili olduğu tespit edilmiştir. %100 Argon gazı kullanımında 58.7 kg/mm2 değeri ile en yüksek çekme mukavemeti değerine, 222.5 HV değeri ile de en yüksek kaynak metali sertliğine ulaşılmıştır. İki koruyucu gaz için de benzer mikroyapı özelikleri görülmüştür.

AISI 304 quality austenitic stainless steels are one of the most used grades among stainless steels. It is a preferred stainless-steel quality in many areas, including the food, chemical, pharmaceutical and petrochemical industry, due to its chemical composition and mechanical properties, it can be easily processed and shaped, has high weldability and corrosion resistance at cost. In this study, 3 mm thick AISI 304 stainless steel plates were welded to each other by TIG welding method using 2 mm 308L additional metal and 60/90 Amper, 65/100 Amper, 70/110 Amper heat inputs with 100% Ar and Mix 212 shielding gases. At this stage, the effects of using 100% Argon and Mix 212 shielding gas on the mechanical properties of the joints were investigated. Tensile test was performed for welded samples, macrostructure and microstructure properties were examined by optical microscope, and microhardness measurements were taken from 10 different points, including the weld area and the main material. After the measurements, it has been determined that the shielding gas exchange is effective on the mechanical properties of welded stainless-steel materials such as tensile strength and hardness properties. In the use of 100% Argon gas, the highest tensile strength value was reached with 58.7 kg/mm2 and the highest weld metal hardness was reached with 222.5 HV value. Similar microstructural properties were observed for both shielding gases.