Plazma arkı ile kesim işlemlerinde kesme parametrelerinin malzemenin kesim yüzeyi kalitesine ve ısı tesiri altındaki bölge (ITAB) genişliğine etkisinin deneysel olarak araştırılması

Yıl 2020, Cilt: 35 Sayı: 3, 1509 - 1518, 07.04.2020

İsmail Tekaüt

https://doi.org/10.17341/gazimmfd.610288

Öz

Bu çalışmada, endüstriyel uygulamalarda
yaygın olarak kullanılan plazma ark ile kesim işlemlerinde kesme hızı ile kesme
akımı parametrelerinin malzememin ısıdan etkilenmiş bölge genişliğine ve
kesilen yüzeyin yüzey kalitesine olan etkisinin deneysel olarak araştırılması
ve bu çıktılar açışından en uygun parametrelerin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu
amaçla; 20 mm kalınlığındaki Hardox 500 malzemeden hazırlanmış deney numuneleri
iki farklı kesme akımı (130 ve 260 amper) ve beş farklı kesme hızı (725,
750,775, 800 ve 850 mm/min) parametrelerinin kombinasyonlarında CNC Plazma ark
kesim tezgâhında kesilmiştir. Kesme hızı ve kesme akımı artışının yüzey
pürüzlülüğünü artırdığı tespit edilmiştir. Kesme hızı artışının ısı tesiri
altındaki bölge (ITAB) ve ısı geçiş bölgesi (IGB) genişliğini azaltırken, kesme
akımı artışının ITAB ve IGB genişliğini artırdığı gözlemlenmiştir. Bu durum;
kesme hızı artışıyla daha az ısı girdisine bağlı hızlı soğumaya, kesme akımı
artışıyla daha fazla ısı girdisine bağlı yavaş soğumaya yorumlanmıştır. ITAB
mikro sertlik değerlerinin ana metale doğru azalış gösterdiği, kesme hızı
artışının mikro sertlik değerlerini artırırken, kesme akımı artışı mikro
sertlik değerlerini azalttığı tespit edilmiştir. Bu durum; ITAB ile ana metalin
birleştiği bölgedeki soğuma hızının ITAB başladığı bölgeden daha yavaş
soğumasından kaynaklanmaktadır.

Anahtar Kelimeler

Plazma ark işlemi, kesme akımı, kesme hızı, yüzey pürüzlülüğü, ITAB

Kaynakça

• Referans 1. Apay S., Egelioğlu Ö., “İnce Yapı Çeliğinin CNC Plazma İle Kesim İşlem Parametrelerinin Yüzey Kalitesine Etkisi”, Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, (6) 565-573. 2018.
• Referans 2. Das M. K., Kumar K., Barmana T. K. ve Sahoo P.,” Optimization of MRR and Surface Roughness in PAC of EN 31 Steel Using Weighted Principal Component Analysis”, Procedia Technology (14)211 – 218. 2014.
• Referans 3. Salonitis K., Vatousianos S., Experimental Investigation of the Plasma Arc Cutting Process,” Procedia CIRP (3)287 – 292. 2012.
• Referans4. Lazarević A.,” Experımental Research Of The Plasma Arc Cuttıng Process,” Original Scientific Paper, Paper number: 12(4), 304, 291 -296 doi:10.5937/jaes12-6778. 2014.
• Referans 5. Samardžić I., Stoić A., Klarić Š., Pavić J.,” Possıbılıtıes of Cost Effectıve Plasma Cuttıng Application”, 4th DAAAM International Conference on Advanced Technologies for Developing Countries September 21-24, Slavonski Brod, Croatia, 2005.
• Referans 6. Tsiolikas A., Kechagias J., Salonitis K.,” Optimization of cut surface quality during CNC Plasma Arc Cutting process”, Internatıonal Journal Of Systems Applıcatıons, Engıneerıng & Development, Volume 10, 2016.
• Referans 7. Teodor T.P., Mihai L., Elena M.P.,” Characterization of Plasma Cut Surfaces with Water Bed Welding Metallic Materials”, Advanced Materials Research, Vol. 1029, pp. 50-55, 2014.
• Referans 8. Skoczylas A., Zaleski K.,” Effect of Plasma Cuttıng Parameters Upon Shapes of Bearıng Curve of C45 Steel Surface”, Advances in Science and Technology Research Journal Volume 9, No. 27, Sept. pages 78–82. 2015,
• Referans 9. Kavka T, Tossen S., Maslani A., Konrad M., Pauser H., Stehrer T.,” Experimental investigation of energy balance in plasma arc cutting process”, Journal of Physics: Conference Series 5(11): 012067, 2014.
• Referans 10. Aldazabal J., Meizoso A. M.-, Klimpel A., Bannister A., Cicero S.,” Mechanical and Microstructural Features of Plasma Cut Edges in a 15 mm Thick S460M Steel Plate”, Metals, (8) 447; doi:10.3390/met8060447, 2018.
• Referans 11. Çelik Y. H., Özek C.,”CNC Plazma ile Kesmede İşleme Parametrelerinin Kesme Kalitesine Etkisinin Araştırılması”, 6th International Advanced Technologies Symposium (IATS’11), 16-18 May 2011, Elazığ, Turkey.
• Referans 12. Kechagias J., Petousis M., Vidakis N., Mastorakis N.,” Plasma Arc Cutting Dimensional Accuracy Optimization employing the Parameter Design approach”, AMCSE 2016, ITM Web of Conferences 9, 03004, 2017.
• Referans 13. Kutlu A.E., Monno M., Bini R.,” Plazma İle Kesme Metoduna Genel Bir Bakış” Politeknik Üniversitesi, Milano, Mühendis ve Makina - Cilt: 46 Sayı: 541.
• Referans 14. Nedić B., Janković M., Radovanović M., Lakić G. G.,” Qualıty Of Plasma Cuttıng”, Serbian Tribology Society, 13th International Conference on Tribology, Kragujevac, Serbia, 15 – 17 May 2013.
• Referans 15. Ay M., Hasçalık A. Çaydaş U.,” Yüksek Toleranslı Plazma Ark ile Kesme Parametrelerinin Araştırılması”, 3. Ulusal Talaşlı İmalat Sempozyumu, 503-514,04-05 Ekim, Ankara.
• Referans 16. Sagar S. P., Inamdar K. H., Factors Affectıng Qualıty Of Plasma Arc Cuttıng Process: A Revıew, International Journal of Advanced Technology in Engineering and Science, Vol. No. 4, Issue No. 12, 2016.
• Referans 17. Ertürk, İ., Durukan T.,, Şentürk B., Çeliklerin Kaynağında Isıdan Etkilenen Bölgenin Mikro Yapı Ve Özelliklerinin Tahmini, X. Kaynak Teknolojisi Ulusal Kongre ve Sergisi Bildiriler Kitabı, 2017.
• Referans 18. Kostın V.A, Grıgorenko G.M., Solomıjchuk T.G., Zhukov V.V., Zuber T.A, Mıcrostructure of Haz Metal of Joınts of hıgh-Strength Structural Steel Weldox 1300, Scientific and technical, The Paton Welding Journal, Vol No:3, 6-13. 2013. Referans 19. Uzun R. O., Keleş Ö.,” Lazerle Kaynak İşleminde Kaynak Parametrelerinin Kaynak Kalitesi Üzerindeki Etkilerinin İncelenmesi”, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, Cilt 27, No (3)509-517, 2012.