Motor kam sensörlerinin elektrik direnç nokta kaynağı ile birleştirilmesinde kaynak parametrelerinin optimizasyonu

Abstract

Elektrik direnç nokta kaynağı, çoğunlukla Otomotiv sanayinde metal-metal birleştirme proseslerinde yaygın olarak başvurulan bir birleştirme işlemidir. Bu işlemle ilişkili önde gelen problemler, proseste gürültü yani değişkenlik oluşturan birçok farklı parametrenin bulunması ve bu parametrelerin farklı varyasyonlarına göre kaynak kalitesine farklı farklı etki etmeleridir. Fazla kaynak akımı, kaynak zamanı ve elektrot baskısı hem kaynatılacak malzemeler üzerinde hem de oluşan kaynak birleşiminde olumsuz etkiye sebep olarak kaynak kalitesini düşüreceği gibi aynı zamanda düşük seviyede kaynak akımı, kaynak zamanı ve elektrot baskısı da benzer şekilde kaynak birleşim kalitesini olumsuz etkilemekte ve yetersiz çekme mukavemeti oluşturmaktadır. İyi kalitede kaynak birleşimi elde edebilmek için optimum parametrelerin ayarlanması ve prosesin robust hale getirilmesi şarttır. Bu çalışmada en yüksek kaynak kalitesini sağlamak adına, Taguchi metodu kullanılarak motor kam sensörleri birleştirilmesinde kullanılan elektrik direnç nokta kaynağı prosesi parametrelerin optimizasyonu için yapılan bir deneysel araştırma sunulmaktadır. Deneyde gümüş kaplamalı Bakır-Çinko alaşım terminal yapısı ile, kalay kaplı Bakır Nikel alaşım sensör ayakları direnç nokta kaynağı ile birleştirilmektedir. Deneysel çalışmada kaynak akımı, kaynak süresi ve elektrot baskı kuvveti değişken parametreler olarak seçilmiştir. Çalışmada, Taguchi metoduna göre L9 ortogonal deneysel tasarım dizisi ve optimum parametreleri belirlemek için Sinyal-Gürültü (S/N) oranı ile En büyük-En iyi yaklaşımı kullanılmıştır. Tespit edilen optimum parametrelere göre yapılan deneysel doğrulama testinde çıkan sonuçlar, kaynak bölgesindeki çekme mukavemetinde oluşan artışı ve Taguchi yönteminin geçerliliğini doğrulamıştır.

Electrical spot resistance welding is a joining process that is widely used in metal-metal joining processes, mostly in the automotive industry. The leading problems associated with this process are the presence of many different parameters that create noise in the process and different effects on the welding quality according to different variations of these parameters. Excessive welding current, welding time and electrode pressure will reduce the welding quality by causing a negative effect on both the material to be welded and the welding core formed, as well as low welding current, welding time and electrode pressure also negatively affect the welding quality and create insufficient tensile strength. In order to obtain a good quality welding, it is necessary to set the optimum parameters and to make the process robust. This study presents an experimental research for the optimization of electrical spot resistance welding process parameters which used in motor cam sensors production by using Taguchi method in order to provide the highest welding quality. In the experiment, silver plated Copper-Zinc alloy terminal structure and tin plated Copper Nickel alloy sensor feet are combined with spot resistance welding. In the experimental study, welding current, welding time and electrode pressing force were selected as variable parameters. In the study, L9 orthogonal experimental design array according to Taguchi method, Signal-to-Noise (S/N ratio) and Larger is Better approach was used to determine the optimum parameters. The results of the experimental verification test performed according to the determined optimum parameters confirmed the increase in tensile strength in the weld zone and the validity of the Taguchi method