KARBON KOMPOZİT İLE ALÜMİNYUM ALAŞIMINI YAPIŞTIRMADA MEKANİK KİLİTLEME SAĞLAMAK İÇİN LAZERLE YÜZEY İŞLEME PROSESİ OPTİMİZASYONU


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Kocaeli Üniversitesi, Havacılık ve Uzay Bilimleri Fakültesi, Uçak Gövde ve Motor Bakımı, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2021

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: SEDA AYBALIK

Danışman: Onur Çoban

Özet:

Havacılık uygulamalarında birleştirme tekniği olarak kullanılmakta olan yapıştırma bağlantılarında hibrit malzeme olarak AA2024-T3 ve CFRP kompozitleri dikkati çekmektedir. Yapıştırma bağlantılarının performansını artırmak üzere yapılan tasarım girişimlerinin birisi de yüzey hazırlığıdır. Yüzey hazırlığının genel olarak amacı hem mekanik kilitleme sağlayacak pürüzlülükte hem de kimyasal bağlanma sağlayacak özellikte olan bir yapı elde etmektir. Çalışmanın özgünlüğü de mekanik kilitleme sağlamak üzere kimyasal metotlara nazaran daha sağlığa ve çevreye duyarlı, kontrol edilebilirliği ve tekrarlanabilirliği yüksek olan lazer işleme tekniğinin kullanılması esasına dayanmaktadır. Özellikle belirli bir malzeme ve belirli bir lazer türü için birbirleri ile uyumlu lazer işleme prosesi optimizasyonu yapıştırma bağlantısı performansının geliştirilmesinde elzem bir literatür problemi doğurmaktadır. AA2024- T3 alaşımının fiber lazer ile işlenerek yapıştırma performansının geliştirilmesi hedeflenmiştir. Bu amaç için lazer işleme prosesi yüzeyde mekanik kilitleme sağlayarak yapıştırma dayanımının artırılmasına yönelik optimizasyona tabi olmuştur. Sadece AA2024-T3 alüminyum alaşımı yüzeyinin kanal tipi girintilerden oluşan yüzey yapısında olacak şekilde fiber lazer işleme proses parametre optimizasyonu ile elde edilen AA2024-T3/CFRP yapıştırma dayanımı 6,46 MPa’dan 23,58 MPa seviyesine çıkarılmıştır. Bu değer endüstride ve literatürde yaygınca kullanılan ancak gün geçtikte kısıtlanmaya çalışılan kimyasal metotlardan FPL dağlama metodunun sağladığı yapıştırma dayanımı sonucu ile (23,52 MPa) kıyaslanabilir ölçüde başarılı olmuştur. Kanal tipi girintilerin mekanik kilitleme ve dolayısıyla yapıştırma dayanımını daha da artırması için geometrik boyutlarının değiştirilmesine karar verilmiştir. Bu amaçla kanal derinliği ve genişliğinin değiştirilmesi amacıyla lazer tekrar sayısı, kanallar arası mesafe, kanalların çekme yönüne göre açısı ve tüm bu parametreler doğrultusunda açısal desenler üzerinde çalışmalar yapılarak yapıştırma dayanımındaki değişiklikler rapor edilmiştir. AA2024-T3 yüzeyine uygulanan lazer işlemenin 5. tekrarıyla elde edilen kanalların derinlik ve genişliklerinin değişimine bağlı olarak mekanik kilitlemede sağlanan iyileşme sonucu AA2024-T3/CFRP yapıştırma dayanımı 23.58 MPa’dan 26,48 MPa’a çıkarılmıştır.