Otomotiv endüstrisinde kullanılan batarya hücrelerinin lazer kaynağı ile birleştirmesinde parametre optimizasyonu
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Kocaeli Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makina Mühendisliği Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: AYGEN AHSEN YILDIRIM
Danışman: Erol Feyzullahoğlu
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Otomotiv endüstrisinde elektrikli ve hibrit araçların artan popülaritesi, batarya paketlerinde hızlı ve verimli bir birleştirme sürecini gerekli kılmaktadır. Bu tür bağlantılarda, pillerin birbirine bağlanmasını ve elektriksel iletimi sağlayan tırnak ve bara malzemelerinin seçiminde; kaynaklanabilirlik, mekanik dayanım ağırlık, elektriksel ve termal iletkenlik ile maliyet gibi faktörler belirleyici olmaktadır. Yüksek verimlilik ve kısa çevrim süreleri sayesinde lazer kaynak yöntemi, otomotiv sektöründe giderek daha fazla tercih edilen bir teknoloji haline gelmiştir. Bu çalışmada, lityum iyon batarya paketlerinde silindirik pil kasası malzemesini temsilen Hilumin (nikel kaplı çelik) ve bara malzemesini temsilen saf bakır ve 1050 serisi alüminyum kullanılarak bu malzemelerin lazer kaynak yöntemiyle birleştirilmesi incelenmiştir. Araştırma kapsamında lazer hızı, lazer gücü ve genlik gibi kaynak parametrelerinin kaynak dikişi geometrisi, mikro yapı, mekanik dayanım ve elektriksel temas direnci üzerindeki etkileri değerlendirilmiş ve bu parametreler Taguchi ve ANFIS yöntemleri kullanılarak optimize edilmiştir. İlk olarak, bakır-Hilumin ve alüminyum-Hilumin sac malzemeleri lazer kaynağı ile birleştirilmiş; kaynaklı numunelerin elektriksel dirençleri ölçülmüş ve evrensel çekme cihazı ile mekanik dayanımları belirlenmiştir. Çalışma bulguları, alüminyum-Hilumin malzeme çifti için lazer hızının kaynak dikişi geometrisi, mikro yapı, mekanik dayanım ve elektriksel temas direnci üzerinde kritik bir rol oynadığını ortaya koymuştur. Bakır-Hilumin malzeme çifti için ise genlik parametresi mekanik dayanım üzerinde, lazer hızı ise elektriksel direnç üzerinde belirleyici bir faktör olmuştur. Optimizasyon çalışmalarının ardından, doğrulama deneyleri gerçekleştirilmiş ve optimize edilen parametrelerle bağlantıların performansı doğrulanmıştır. Bu çalışma, bakır ve alüminyum baraların Hilumin (nikel kaplı çelik) kılıflı silindirik hücrelere birleştirilmesi için verimli ve ekonomik bir çözüm sunarak, lazer kaynak yönteminin batarya üretim süreçlerindeki önemini vurgulamaktadır.