Sürtünme karıştırma kaynağı ile birleştirilen AA6063-T6 alüminyum alaşımlarında kaynak ilerleme hızı ve kaynak sonrası yapay yaşlandırmanın mekanik ve mikroyapısal özelliklere etkisi

Creative Commons License

Ulupınar H., GÜLLER Y.

Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, cilt.41, sa.2, ss.1393-1410, 2026 (SCI-Expanded, Scopus, TRDizin)

Özet

Bu çalışma, sürtünme karıştırma kaynağı (SKK) ile birleştirilen AA6063-T6 alüminyum alaşımında, farklı ilerleme hızlarına bağlı ısı girdisi değişimlerinin kaynak sonrası yapay yaşlandırma ile mekanik performans üzerindeki etkisini nicel olarak ortaya koymayı amaçlamaktadır. Deneysel çalışmalarda AA6063-T6 lamalar, sabit 1000 dev/dak takım dönme hızında ve 200, 300 ve 500 mm/dak ilerleme hızlarında SKK yöntemiyle birleştirilmiş; numunelerin bir kısmına 180 °C’de 8 saat süreyle yapay yaşlandırma uygulanmıştır. Birleştirmelerin mekanik ve mikroyapısal karakterizasyonu çekme testleri, mikrosertlik haritalamaları, optik mikroskopi ve taramalı elektron mikroskobu analizleri ile gerçekleştirilmiştir. İlerleme hızının artmasıyla kök bölgesindeki kusur boyutunun doğrusal biçimde arttığı ve yaklaşık 647 μm’den 1044 μm’ye ulaştığı belirlenmiştir. Kaynaklı durumdaki numunelerde kaynak verimliliği %72,2-%75,2 aralığında kalırken, yapay yaşlandırma sonrasında tüm parametre setlerinde verimlilik %100’ün üzerine çıkmıştır. En yüksek performans, 300 mm/dak ilerleme hızında elde edilen ve 244,0 MPa çekme dayanımı ile %108,8 kaynak verimliliği gösteren numunede gözlenmiştir. Bununla birlikte, mukavemet artışına paralel olarak ortalama %33 oranında süneklik kaybı meydana gelmiştir. Elde edilen bulgular, uygun kaynak parametreleri ve kontrollü yapay yaşlandırma kombinasyonu ile ısı girdisi farklılıklarından kaynaklanan mekanik performans kayıplarının büyük ölçüde telafi edilebildiğini göstererek, SKK birleştirmelerinin endüstriyel uygulamalardaki güvenilirliğini artırmaya yönelik önemli bir potansiyel sunmaktadır.
This study aims to quantitatively evaluate the effect of heat input variations associated with different travel speeds on the mechanical performance of friction stir welded AA6063-T6 aluminum alloy after post-weld artificially aged. In the experimental program, AA6063-T6 plates were joined by friction stir welding at a constant tool rotational speed of 1000 rpm and travel speeds of 200, 300, and 500 mm/min. A subset of the specimens was subjected to artifi cial aging at 180 °C for 8 h. Mechanical and microstructural characterizations were performed using tensile testing, microhardness mapping, optical microscopy, and scanning electron microscopy. The results revealed a linear increase in root defect size from approximately 647 μm to 1044 μm with increasing travel speed. In the as-welded condition, joint efficiencies ranged between 72.2% and 75.2%, whereas after artificial aging all conditions exceeded 100% efficiency. The optimum performance was achieved at a travel speed of 300 mm/min, yielding a tensile strength of 244.0 MPa and a joint efficiency of 108.8%. However, the strength improvement was accompanied by an average ductility reduction of 33%. The findings demonstrate that an appropriate combination of welding parameters and controlled artificial aging can effectively compensate for heat-input-related mechanical performance losses, thereby enhancing the structural reliability of friction stir welded joints in industrial applications.