Ti-6Al-4V Alaşımının Fiber Lazer ile Kesilmesinde İşlem Parametrelerinin Kesim Kalitesine Etkisinin Araştırılması

Yıl 2018, Cilt: 30 Sayı: 2, 215 - 223, 19.09.2018

Mustafa Ay Fatih Yücelişli

Öz

Bu çalışmada, Ti-6Al-4V alaşımının Fiber Lazer ile kesme işleminde akım şiddeti, kesme hızı ve yardımcı gaz basıncı gibi işlem parametrelerinin kesme ve ürün kalitesine etkileri araştırılmıştır. Parametreler ve faktör seviyelerine göre, kesme işlemleri sonrasında, numunelerin kerf genişlikleri, kerf eğim açıları, yeniden katılaşan tabaka kalınlığı (YKTK) ve yüzeylerinde meydana gelen metalurjik değişimler; X – ışınları difraksiyonu (XRD) ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) yöntemleri kullanılarak ölçülmüş ve kesme parametrelerinin işlem kalitesi üzerindeki etkileri belirlenmiştir. Sonuç olarak, gücün artması ile yeniden katılaşan tabaka kalınlığı ve kerf genişliği artmış, kesme hızının artması ile kerf genişliği ve yeniden katılaşan tabaka kalınlığı azalmıştır.

Bu
çalışmada, Ti-6Al-4V alaşımının Fiber Lazer ile kesme işleminde akım şiddeti,
kesme hızı ve yardımcı gaz basıncı gibi işlem parametrelerinin kesme ve ürün
kalitesine etkileri araştırılmıştır. Parametreler ve faktör seviyelerine göre,
kesme işlemleri sonrasında, numunelerin kerf
genişlikleri, kerf eğim açıları, yeniden katılaşan tabaka kalınlığı (YKTK) ve
yüzeylerinde meydana gelen metalurjik değişimler; X – ışınları difraksiyonu
(XRD) ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) yöntemleri kullanılarak ölçülmüş ve
kesme parametrelerinin işlem kalitesi üzerindeki etkileri belirlenmiştir. Sonuç
olarak, gücün artması ile yeniden katılaşan tabaka kalınlığı ve kerf genişliği
artmış, kesme hızının artması ile kerf genişliği ve yeniden katılaşan tabaka
kalınlığı azalmıştır.

Anahtar Kelimeler

Fiber Lazer Kesim, Ti6Al4V, Yüzey morfolojisi

Kaynakça

• 1. Meshram, S.D., Mohandas T. (2010). A comparative evaluation of friction and electron beam welds of near-a titanium alloy. Mater Design, 31(22):45–52. 2. Varkey, A.P., Kuriakose, S., Unni, V.N. (2014). Optimization of edge quality during CO2 laser cutting of titanium alloy. International Journal of Innovative Research in Advanced Engineering, 1(11):110-117. 3. Scintilla, L.D., Palumbo, G., Sorgente, D., Tricarico L. (2013). Fiber laser cutting of Ti6Al4V sheets for subsequent welding operations: Effect of cutting parameters on butt joints mechanical properties and strain behavior. Materials and Design, 47:300–308, https://doi.org/10.1016/j.matdes.2012.12.014. 4. Pandey, A.K., Dubey, A.K. (2012). Simultaneous optimization of multiple quality characteristics in laser cutting of titanium alloy sheet. Opt Laser Technol, 44(18):58–65. 5. Joseph, R. D. (1989). ASM Metals Handbook. Machining, 16: 579–587, ISBN: 0871700220. 6. Rao, B.T., Kaul, R., Tiwari, P., Nath, A.K. (2005). Inert gas cutting of Titanium sheet with pulsed mode CO2 laser. Optics and Lasers in Engineering, 43(13):30–48. 7. Shanjin, L., Yang, W. (2006). An investigation of pulsed laser cutting of Titanium alloy sheet. Optics and Lasers in Engineering, 44(10):67–77. 8. Andersson, N., Granberg, C. (2015). Laser cutting in Ti-6Al-4V sheet: DOE and evaluation of process parameters Informative. Master thesis. Department of Materials and Manufacturing Technology. Chalmers University of Technology, Gothenburg, Sweden. 9. Stelzera, S., Mahrlea, A., Wetziga, A., Beyer, E. (2013). Experimental investigations on fusion cutting stainless steel with fiber and CO2 laser beams. Physics Procedia 41:399 – 404 10. Powell, J., Kaplan, A.F.H. (2012). A technical and commercial comparison of fiber laser and CO2 laser cutting. In: Proceedings of ICALEO, 277–281. 11. Sen, A., Doloı, B., Bhattacharyya, B. (2014). Experımental Studıes on Fıbre Laser Mıcro-Machınıng of Ti-6Al-4V, 5th International & 26th All India Manufacturing Technology, Design and Research Conference (AIMTDR 2014), Guwahati, Assam, India. 12. Hamoudi, W.K. (1996). The effects of speed and processing gas on laser cutting of steel using a 2 kW CO2 laser. International Journal for Joining of Materials, 9 (1):31–36. 13. Rajaram, N., Sheikh-Ahmad, J., Cheraghi, S.H. (2003). CO2 laser cut quality of 4130 steel. International Journal of Machine Tools & Manufacture, 43:351–358. 14. Yilbas, B.S. (2004). Laser cutting quality assessment and thermal efficiency analysis. Journal of Materials Processing Technology 155:2106–2115 15. Lamikiz, A, Lacella, L.N.L., Sanchez, J.A., Pozo, D.D., Etayo, J.M., Lopez, J.M. (2005). CO2 laser cutting of advanced high strength steels (AHSS). Appl Surf Sci, 242:362–8. 16. Powell, J., Al-Mashikhi, S.O., Kaplan, A.F.H., Voisey, K.T. (2011). Fibre laser cutting of thin section mild steel: An explanation of the ‘striation free’ effect. Optics and Lasers in Engineering, 49:1069–1075