Sertleştirilmiş AISI 4340 Çeliğin Isı-Destekli İşlenmesinde TIG Tekniğinin Uygulanabilirliği

Yıl 2020, Cilt: 1 Sayı: 2, 40 - 48, 26.08.2020

Atakan Uğraş , Fırat Kafkas

Öz

Isı destekli işleme yöntemi, iş parçası yüzeyinin bir enerji kaynağı ile bölgesel olarak ısıtılması ve ardından bu bölgenin kesici takım tarafından işlenmesi prensibine dayanmaktadır. Isı destekli işlemede ısıtma işlemi için lazer, indüksiyon, plazma ve oksi-gaz alevi gibi farklı türden enerji kaynakları yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu amaca en uygun enerji kaynaklarından biri de maliyeti düşük, ulaşılması ve kontrolü kolay, otomasyona uygun bir enerji kaynağı olan Tungsten Inert Gaz (TIG) yöntemidir. Bu çalışmada, TIG yönteminin ısı destekli işleme için uygulanabilirliği ve talaş kaldırma işleminde harcanan güç üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Deneylerde iş malzemesi olarak 49HRC sertliğinde AISI 4340 çeliği kullanılmıştır. Tornalama işleminde, kaplamalı karbür kesici takımlar kullanılmıştır. Çalışma, TIG yönteminin ısı destekli işleme için uygun bir enerji kaynağı olabileceğini göstermiştir. Elde edilen sonuçlar, TIG yönteminin uygulanabilirlik açısından bazı avantaj ve dezavantajlara sahip olduğunu göstermiştir. TIG yöntemiyle yapılan ısı destekli işlemede konvansiyonel işlemeye göre kesme için harcanan güçte %46’ya varan iyileşme sağlanmıştır. Ayrıca konvansiyonel işlemeye göre daha dengeli bir işleme gerçekleşmiştir. TIG yöntemiyle yapılan ısı destekli işlemede yüksek kesme hızları ve kısa devre oluşumu nedeniyle arkın kesilmesi başlıca dezavantaj olarak belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

Isı destekli işleme, TIG, Kesme gücü, AISI 4340

Kaynakça

• 1. M. Anderson, R. Patwa, Y.C. Shin, Laser-assisted machining of Inconel 718 with an economic analysis, International Journal of Machine Tools and Manufacture, 46: 1879–1891, 2006.
• 2. G. Madhavulu, B. Ahmed, Hot machining process for improved metal removal rates in turning operations, Journal of Materials Processing Technology, 44: 199-206, 1994. 3. N. Tosun, L. Ozler, Optimisation for hot turning operations with multiple performance characteristics, International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 23: 777–782, 2004.
• 4. J. Luo, H. Ding, A. J. Shih, Induction-heated tool machining of elastomers- Part 2: Chip morphology, cutting forces, and machined surfaces, Machining Science and Technology, 9: 567–588, 2005.
• 5. A.K.M.N. Amin, M.D. Arif, N.H.B.M. Rasdi, K.S.B. Mahmud, A.H.B. Ibrahim, M.F.B. Zawani, A.F.B.A. Malik, Identification of optimum heating temperature in thermal assisted turning of stainless steel using three different approaches, Applied Mechanics and Materials, 393: 194-199, 2013.
• 6. S. Xavierarockiaraj, P. Kuppan, Investigation of cutting forces surface roughness and tool wear during laser assisted machining of SKD11 tool steel, Procedia Engineering, 97: 1657 – 1666, 2014.
• 7. S. Skvarenina, Y.C. Shin, Laser-assisted machining of compacted graphite iron, International Journal of Machine Tools and Manufacture, 46: 7–17, 2006.
• 8. C.R. Dandekar, Y.C. Shin, J. Barnes, Machinability improvement of titanium alloy (Ti–6Al–4V) via LAM and hybrid machining, International Journal of Machine Tools and Manufacture, 50: 174–182, 2010.
• 9. E. Ukar, A. Lamikiz, L.N. Lo´pez de Lacalle, D. Del Pozo, J.L. Arana, Laser polishing of tool steel with CO2 laser and high-power diode laser. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 50:115–125, 2010.
• 10. M.A. Lajis, A.K.M.N. Amin, A.N.M. Karim, H.C.D.M. Radzi, T.L. Ginta, Hot machining of hardened steels with coated carbide inserts, American Journal of Engineering and Applied Sciences, 2(2): 421-427, 2009.
• 11. H. Ding, Y.C. Shin, Laser-assisted machining of hardened steel parts with surface integrity analysis, International Journal of Machine Tools and Manufacture, 50: 106–114, 2010.
• 12. A. Shokrani, V. Dhokia, S.T. Newman, Environmentally conscious machining of difficult-to-machine materials with regard to cutting fluids, International Journal of Machine Tools &Manufacture, 57: 83–101, 2012.
• 13. V.G. Navas, I. Arriola, O. Gonzalo, J. Leunda, Mechanisms involved in the improvement of Inconel 718 machinability by laser assisted machining (LAM), International Journal of Machine Tools and Manufacture, 74: 19–28, 2013.
• 14. A. Ugras, F. Kafkas, Isı destekli işlemede TIG tekniğinin uygulanabilirliği, 10th International Congress on Machining, 07-09 Kasım 2019, Antalya.
• 15. M.K. Venkatesh, P. Kuppan, K.A. Senthil, K.K. Ramesh, R.J. John, Effect of laser scan speed on surface temperature, cutting forces and tool wear during laser assisted machining of alumina, Procedia Engineering, 97: 1647-1656, 2014.