Fiber lazer tekniği kullanılarak fiber metal tabaklaı kompozitlerin metal/prepreg kumaş arayüzey dayanımının geliştirilmesi

Abstract

Bu çalışmada 0.8 mm kalınlığındaki AA 6061-T4 malzemelerinin yüzeyleri, Zımparalama, FPL – Dağlama, Lazer parametreleri ile yüzey işleme (farklı güç, hız ve frekans) ve tekrarlı Lazer parametreleriyle yüzey işleme yöntemleri kullanılarak işlenmiştir. Yüzeyi işlenen metaller arasına reçine emdirilmiş S-2 cam kumaş (prepreg) konularak, havacılıkta kullanımı yaygın olan 2 / 1 dizilimli dört Fiber Metal Tabakalı Kompozit (FMTK) numune üretilmiştir. Yapılan çalışmalar ile metal ve prepreg arasındaki yapışmayı arttırmak için, metal yüzeyinin işlemesinde kullanılan geleneksel mekanik ve kimyasal yüzey işlemlerine alternatif bir yöntem olan Fiber Lazer Yüzey İşleme (LYİ) yönteminin literatüre kazandırılması amaçlanmıştır. Dört FMTK Sıcak Pres Tekniği ile üretilip, Üç nokta eğme testine tabi tutulmuştur. Sonuç olarak 80 kHz frekansta 30 – 50 W güçte 800 – 1600 mm /s tarama hızında LYİ parametreleriyle 376 ± 0,6 MPa Eğilme Dayanımı ve 68 ± 1.5 MPa Eğilme Modülü değerleri elde edilmiştir. Lazer etkisini arttırmak için AA 6061-T4 malzemesine 80 kHz frekans 50 W güc ve 1600 mm /s tarama hızında beş tekrara kadar LYİ yöntemi uygulanmış ve üç geçişte 392,87 MPa Eğilme Dayanımı ve 71,24 MPa Eğilme Modülü değerleri elde edilmiştir. Lazer Yüzey İşleme yönteminin diğer Zımparalama, FPL – Dağlama yöntemlerine göre üstünlükleri realist ve objektif bir yaklaşım ile ortaya konulmuştur.

In this study, the surfaces of 0.8 mm thick AA 6061-T4 materials were processed using Sanding, FPL – Etching, Surface treatment with Laser parameters (different power, speed and frequency) and surface treatment with repetitive Laser parameters. By placing resin-impregnated S-2 glass fabric (prepreg) between the surface treated metals, four Fiber Metal Layered Composite (FMTK) samples, which are commonly used in aviation, in 2/1 array were produced. In order to increase the adhesion between the metal and the prepreg, it is aimed to bring the Fiber Laser Surface Treatment (LYI) method, which is an alternative method to the traditional mechanical and chemical surface treatments used in the processing of the metal surface, to the literature. It is produced with four FMTK Hot Press Techniques and subjected to three-point bending test. As a result, 376 ± 0.6 MPa Flexural Strength and 68 ± 1.5 MPa Flexural Modulus values were obtained with LY parameters at 30 – 50 W power at 800 – 1600 mm/s scanning speed at 80 kHz frequency. In order to increase the laser effect, LCI method was applied to AA 6061-T4 material with 80 kHz frequency, 50 W power and 1600 mm/s scanning speed for up to five repetitions and 392.87 MPa Flexural Strength and 71.24 MPa Flexural Modulus values were obtained in three passes. The advantages of the Laser Surface Processing method over other Sanding, FPL - Etching methods have been demonstrated with a realistic and objective approach.