Effect of Welding Parameters on Axial Shortening in Continuous Friction Welded Inconel 718 Superalloy and AISI 316L Stainless Steel

In this study, nickel-based Inconel 718 superalloy and iron-based AISI 316L stainless steel were joined by friction welding using 27 different welding parameters. It is aimed to contribute to the literature on determining the initial length of the welded samples for similar applications to be made later by determining the axial shortening of the welded samples. Welding samples which have 12mm diameter and 70 mm length were prepared for Inconel 718 and AISI 316L. In the friction welding machine, AISI 316L stainless steel is attached to the rotating chuck and Inconel 718 superalloy is attached to the linear moving chuck. For continuous friction welding parameters, 3 different rotational speeds (1800-1600-1400 rpm), 3 different friction times for each rotational speed (16-12-6 s) and 3 different friction pressures (60- 40-20 MPa), forge pressure (120-80-40 MPa) and forge time (32-24-12 s) were determined. The axial shortenings of the samples which welded with these parameters were measured with the digital caliper. As a result, the maximum axial shortening was measured as 8.57 mm in the S1 sample, and the minimum shortening was measured as 1.39 mm in the S18 sample. When the welded samples are examined in macro terms, it has been seen that the HAZ is narrower on the Inconel 718 side. When the welding specimens were examined, cracks were observed on the flash on the Inconel 718 side. It was observed that axial shortening increased as friction and forge pressure increased at 1800 rpm and 1600 rpm. In all samples, the increase in friction and forge time increased axial shortening in length.

Bu çalışmada nikel esaslı Inconel 718 süper alaşımı ve demir esaslı AISI 316L paslanmaz çeliği 27 farklı kaynak parametresi kullanılarak sürekli sürtünme kaynağı ile birleştirilmiştir. Kaynaklanan numunelerin boyca kısalmaları belirlenerek sonrasında yapılacak benzer uygulamalar için kaynak numunelerinin ilk boyunun belirlenmesi konusunda literatüre katkı sunulması amaçlanmaktadır. Inconel 718 ve AISI 316L için 12 mm çapında ve 70mm boyunda kaynak numuneleri hazırlanmıştır. Sürtünme kaynak makinasında döner aynaya AISI 316L paslanmaz çeliği, doğrusal hareketli aynaya ise Inconel 718 süper alaşımı bağlanmıştır. Sürekli sürtünme kaynağı ana etmen olarak 3 farklı devir (1800-1600-1400 dev/dk), her bir devir için 3 farklı sürtünme süresi (16-12-6 s) ve bu sürtünme sürelerinin alt indisi olarak 3 farklı sürtünme basıncı (60-40-20 MPa), yığma basıncı (120-80-40 MPa) ve yığma süresi (32-24-12 s) seçilmiştir. Bu parametrelerle birleştirilen numunelerde dijital kumpas ile numunelerdeki boyca kısalmalar ölçülmüştür. Sonuç olarak maksimum boyca kısalma S1 numunesinde 8,57 mm, minimum boyca kısalma ise S18 numunesinde 1,39 mm olarak ölçülmüştür. Kaynaklı numuneler makro olarak incelendiğinde ITAB bölgesinin Inconel 718 tarafında daha dar olduğu görülmüştür. Kaynak çapakları incelendiğinde Inconel 718 tarafında çapaklarda çatlamalar görülmüştür. 1800 rpm ve 1600 rpm devir sayısında sürtünme ve yığma basıncı arttıkça boyca kısalmanın arttığı gözlemlenmiştir. Tüm numunelerde sürtünme ve yığma süresinin artışı boyca kısalmayı artırmıştır.