Examination of the friction welding of aluminum alloy tube-plates using an external tool

Alüminyum ve alaşımları kaynak kabiliyetlerinin iyi olmasının yanı sıra, yüksek mukavemet ve korozyon direncine sahip olmaları nedeniyle yapısal uygulamalarda sıkça kullanılmaktadır. En çok uygulanan kaynak yöntemleri TIG, MIG ve plazma kaynağı olmasına rağmen, kaynak esnasında oluşan yüksek sıcaklıklardan dolayı Isı Tesiri Altındaki Bölgede (ITAB’da) oluşan metalürjik çökeltiler içyapıyı bozmakta ve mekanik özellikleri olumsuz yönde etkilemektedir. Bu sebeplerden dolayı 1991 yılında İngiliz Kaynak Enstitüsü tarafından Sürtünme Karıştırma Kaynağı (SKK) yöntemi bulunmuş ve geliştirilmiştir. Ancak sürtünme karıştırma kaynağı eşanjör, ekonomizer ve kalorifer kazanları imalatı esnasında boruların plakalara kaynakları için kullanılamamaktadır. Bu eksikliği gidermek için oldukça yeni bir yöntem olan Dıştan Takım Yardımıyla Sürtünme Kaynağı (DTYSK) geliştirilmiş olup boruların plakalara kaynakları bu yöntemle yapılmaya başlanmıştır. Bu çalışmada alüminyum alaşımı AA6063 borular, AA6082 plakalara DTYSK yöntemi ile başarılı bir şekilde birleştirilmiştir. Öncelikle ön deneyler yapılarak optimum devir sayısı, baskı yükü ve sıcaklık parametreleri belirlenmiştir. Ardından plaka üzerine açılan kaynak ağzı, boru ile plaka arası boşluk ve boru çıkma yüksekliği parametreleri değiştirilerek tüm parametrelerin kesme dayanımı değerlerine, mikro sertlik değerlerine ve kaynak bölgesi içyapı oluşumlarına etkileri incelenmiştir. Yapılan deneyler sonucunda elde edilen bulgular değerlendirilerek çalışma tamamlanmıştır.Aluminum and its alloys are frequently used in structural applications due to their good welding ability as well as their high strength and corrosion resistance. Although the most common welding methods for aluminum are TIG, MIG and plasma welding, due to the high temperatures during welding, the metallurgical precipitates formed in the Heat Affected Zone (HAZ) disrupt the interior and affect the mechanical properties negatively. For these reasons, the friction stir welding method was found out and developed by the British welding institute in 1991. However, friction stir welding can not be used for tube to tube plate welds at the manufacture of heat exchangers, economizers and boilers. Friction welding of tube to tube plate using an external tool (FWTPET) which is a fairly new method has been developed to overcome this shortcoming and tube to tube plate welds have started to be made with this method. In this study, aluminum alloy AA6063 pipes were successfully joined with AA6082 plate by FWTPET method. First, preliminary experiments were carried out to determine the optimum number of cycles, pressure load and temperature parameters Then, by changing the weld mouth on the plate, the gap between the tube and the plate, and the tube projection parameters, the effects of all parameters on shear strength values, micro hardness values and the formation of internal structure of the weld zone were investigated. The study was completed by evaluating the findings obtained as a result of the experiments