1100 serisi alüminyum malzemelerde TIG kaynağı ile oluşan kaynak dikiş geometrisinin optimizasyonu

Mühendislik spektrumu kapsamında kaynak, tamamlayıcı parçalar, montaj işlemi ve makine parçaları üretiminde kullanılan temel bir işlemdir. TIG kaynağı, gıda endüstrisinde, gemilerde, köprülerde, paslanmaz çelik kaynağında vb. yerlerde en sık kullanılan ve en iyi bilinen kaynak yöntemidir. Temel olarak TIG kaynağı kaynak kalitesi, üst yükseklik (FH), üst genişlik (FW), alt yükseklik (BH), alt genişlik (BW) ve kaynak dikiş kesit geometrisi alanı gibi kalite ölçütlerine sahip kaynak dikişi kesit geometrisi tarafından nitelendirilmiştir. Kaynak dikişi kesit geometrisi, kaynağın mekanik özelliklerini belirlemede önemli bir rol oynar. Bu yüzden kaynak parametrelerinin seçimi, en uygun kaynak dikişi kesit geometrisinin elde edilmesinde oldukça önemlidir. Bu çalışmada TIG kaynağı parametrelerinin (kaynak hızı, kaynak akımı, gaz temizlik yüzdesinin,kaynak dolgu teli hızı ve ark mesafesi) kaynak dikişi kesit geometrisi şekli ve kalite ölçütlerine etkisi araştırılmıştır. Kaynak dikişi kesit geometrisinin tahmini ve optimizasyonu için matematiksel modeller geliştirilmiştir. Ayrıca, TIG kaynağında kaynak dikişi kesit geometrisi ve kaynak parametreleri arasındaki ilişkileri yapılandırmak için nonlineer regresyon analizi uygulanmış, matematiksel hesaplamalar için de “Wolfram Mathematica v.11” programı kullanılmıştır.
İlk olarak kaynak dikişinin kesit geometirisini tahmin eddebilmek için bir matematik modeli geliştirilmiştir. Daha sonra TIG kaynak fenomenini tahmin etmek için oluşturulan matematik modelin, nonlineer regresyon analizleri sonucunda prosesi doğru bir şekilde tahmin edebildiği görülmüştür. Kaynak dikişinin optimizasyon çalışmalarnda da “Differential Evolution”, “Nelder-Mead”, “Simuated Annealing” ve “Random Search” metodları kullanılmıştır. Yapılan çalışmalar sonucunda kaynak dikişi geometrisine ait alan için ulaşılabilecek en düşük değere, mümkün olan en yüksek nüfuziyet miktarı koşulu altında optimizasyon işlemleri yapılmıştır.