Paslanmaz Çelik Malzemelerin Fiber Lazer Kesiminde Proses Parametrelerinin Optimizasyonu

Abstract

Günümüzde lazer ışını ile kesme yöntemi modern malzeme kesme yöntemleri arasında maliyet ve kalite açısından üstün özellikleri nedeni ile öne çıkmaktadır. Özellikle lazer kesme yöntemi, imalat sektöründeki birçok uygulamada kullanılan paslanmaz çeliklerin kesilmesinde çok önemli avantajlara sahiptir. Bu çalışma kapsamında 304 kalite paslanmaz çelik malzemenin fiber lazer ile kesilmesinde lazer gücü, kesme hızı ve odak mesafesinin kesilen yüzeylerin pürüzlülüğü ve kerf genişliği üzerindeki etkileri incelenmiştir. Box-Behnken deney tasarımına göre parametre çiftleri belirlenerek kesme işlemi gerçekleştirilmiş ve yüzey pürüzlülükleri ile kerf genişlikleri ölçülmüştür. İşlem parametrelerinin tekil ve etkileşimli etkilerini belirlemek için varyans analizi (ANOVA) uygulanmıştır. Yüzey pürüzlülükleri ve kerf genişlikleri için cevap yüzeyi fonksiyonları belirlenmiş ve istenebilirlik fonksiyonu yaklaşımı ile optimum proses parametreleri tespit edilmiştir. Yapılan çalışma sonucunda yüzey pürüzlülüğü ve kerf genişliği üzerindeki en etkili parametrenin odak mesafesi olduğu, ilerleme hızının etkisinin sınırlı kaldığı görülmüştür.

Keywords

• Lazer Kesme,Paslanmaz Çelik,Parametre Optimizasyonu

References

1. 1. Çavdar, K. ve Tanrısever, T. (2013) Farklı malzemelerin lazerle kesilmesi, Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, 18(2), 79-99. 2018.
2. 2. Durukan, Z., Motorcu, A.R. ve Güllü, A. (2014) AISI 304 çeliğini farklı geometrilerde lazerle kesmede parametrelerin boyutsal doğruluk üzerine etkilerinin modellenmesi, Gazi Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, 29(3), 505-515.
3. 3. Fomin, V.M., Golyshev, A.A., Malikov, A.G., Orishich, A.M. ve Shulyat’ev, V.B. (2015) Mechanical characteristics of high-quality laser cutting of steel by fiber and CO2 lasers, Journal of Applied Mechanics and Technical Physics, 56(4), 726–735. doi.org/10.1134/S0021894415040203
4. 4. Karthikeyan, R., Senthilkumar, V., Thilak, M. ve Nagadeepan, A. (2018) Application of grey relational analysis for optimization of kerf quality during CO2 laser cutting of mild steel, Materials Today: Proceedings, 5(9), 19209–19215. doi.org/10.1016/j.matpr.2018.06.276
5. 5. Kotadiya, D.J., Kapopara, J.M., Patel, A.R., Dalwadi, C.G. ve Pandya D.H. (2018) Parametric analysis of process parameter for Laser cutting process on SS-304, Materials Today: Proceedings, 5(2), 5384–5390. doi.org/10.1016/j.matpr.2017.12.124
6. 6. Kotadiya, D.J. ve Pandya, D.H. (2016) Parametric Analysis of Laser Machining with Response Surface Method on SS-304, Procedia Technology, 23, 376–382. doi.org/10.1016/j.protcy.2016.03.040
7. 7. Dubey, A.K. ve Yadava, V. (2008) Multi-objective optimisation of laser beam cutting process, Optics and Laser Technology, 40(3), 562–570. doi.org/10.1016/j.optlastec.2007.09.002
8. 8. Mullick, S., Agrawal, A.P. ve Nath A.K. (2016) Effect of laser incidence angle on cut quality of 4 mm thick stainless steel sheet using fiber laser, Optics and Laser Technology, 81, 168–179. doi.org/10.1016/j.optlastec.2016.02.006

9. 9. Parthiban, A., Chandrasekaran, M. ve Sathish, S. (2018) Optimization of CO2 Laser Cutting of Stainless Steel Sheet for Curved Profile, Materials Today: Proceedings, 5(6), 14531–14538. doi.org/10.1016/j.matpr.2018.03.042
10. 10. Rana, R.S., Chouksey, R., Dhakad, K.K. ve Paliwal, D. (2018) Optimization of process parameter of Laser beam machining of high strength steels: A review, Materials Today: Proceedings, 5(9), 19191–19199. doi.org/10.1016/j.matpr.2018.06.274
11. 11. Stelzer, S., Mahrle, A., Wetzig, A. ve Beyer, E. (2013) Experimental investigations on fusion cutting stainless steel with fiber and CO2 laser beams, Physics Procedia, 41, 399–404. doi.org/10.1016/j.phpro.2013.03.093
12. 12. Wandera, C. ve Kujanpää, V. (2011) Optimization of parameters for fibre laser cutting of a 10 mm stainless steel plate, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture, 225(5), 641–649. doi.org/10.1177/2041297510394078
13. 13. Wandera, C., Kujanpää, V. ve Salminen, A. (2011) Laser power requirement for cutting thick-section steel and effects of processing parameters on mild steel cut quality, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture, 225(5), 651–661. doi.org/10.1177/09544054JEM1971
14. 14. Wandera, C., Salminen, A. ve Kujanpää, V. (2009) Inert gas cutting of thick-section stainless steel and medium-section aluminum using a high power fiber laser, Journal of Laser Applications, 21(3), 154–161. doi.org/10.2351/1.3184429
15. 15. Yilbas, B.S., Shaukat, M.M. ve Ashraf, F. (2017) Laser cutting of various materials: Kerf width size analysis and life cycle assessment of cutting process. Optics and Laser Technology, 93, 67–73. doi.org/10.1016/j.optlastec.2017.02.014