Investigation of the Effect of Additional Wire Type on Microstructure and Mechanical Properties in Joining 3Cr12 Ferritic Stainless Steels with Gas Metal Arc Welding

Abstract

3Cr12 ferritik paslanmaz çelikler, yapı çelikleri ile östenitik paslanmaz çelikler arasında bir korozyon direnci performansı sergilemekte olup, yapı çeliklerine yakın mekanik özellikleri ile bilinmektedir. Bu çalışmada farklı ilave teller ile birleştirilen 3Cr12 ferritik paslanmaz çelik malzemelerin kaynaklı birleştirme performansı araştırılmıştır. Çalışmada ilave tel olarak ER308LSi, ER309LSi ve ER316LSi kaynak telleri kullanılarak gaz metal ark kaynağı yöntemi ile birleştirilmiştir. Birleştirme işlemi sonrasında gerçekleştirilen görsel muayenede herhangi bir hata görülmemiştir. Birleştirmelerden alınan numunelerin yapısal karakterizasyonunu belirlemek için, numunelere makroyapı ve mikroyapı incelemeleri; mekanik karakterizasyonunu belirlemek için ise; çekme, sertlik ve eğme testleri uygulanmıştır. Makro incelemelerde; kaynak metali (KM) ve ısıdan etkilenen bölge (IEB) açıkça ayırt edilebilmektedir. Kaynak kalitesini ve mekanik özellikleri olumsuz etkileyebilecek boşluk, çatlak ve nüfuziyet eksikliği gibi hatalar görülmemiştir. Mikro incelemelerde ise KM ile ana metal arasındaki yapısal değişimler ile ergime - katılaşma çizgisi açıkça tespit edilmiştir. Çekme testlerinde, ER308LSi tel ile yapılan birleştirmenin % uzama, akma ve çekme mukavemeti değerlerinin diğer tellerle yapılan birleştirmelerden çok az seviyede daha iyi sonuçlar sergilemiştir. Sertlik testlerinde, ortalama sertlik değerleri yaklaşık olarak ana metalde 150 HV, IEB’de 300 HV, KM’de ise 190 HV ölçülmüştür. Eğme testlerinde ise kaynaklı birleştirmelerin, yaklaşık olarak malzeme kadar süneklik sergilediği tespit edilmiştir.