Plazma arkı eldesi ve yüzey bölgesi modifikasyonunda kullanılabilirliği

Abstract

Kullanımı son yıllarda hızla artan camsı ketal malzemeler, metal veya alaşımlarının hızla katılaştırılmalarıyla elde edilirler. Hızlı katılaştırma yöntemleri püskürtme, atomizasyon, enerji yükleme olarak bilinir ve bu yöntemlerde sırasıyla amorf yapıda metalik şeritler, metal tozları ve yüzeyi amorf yapıya sahip iş parçaları elde edilir. Enerji yükleme metodu laser, elektron ışını, plazma jet gibi yüksek güç yoğunluğuna sahip sistemler ile malzeme yüzeyine enerjinin sevk edilmesi işlemidir. Laser ve elektron ışını çok yüksek güç yoğunluğuna sahip olmalarının yanısıra üretilmeleri ileri teknoloji gerektirir. Plazma jet, bilinen TIG arkının mekanik olarak büzülmesi ile gerçekleştirilir. Büzülmüş arkın iyonlaşma derecesi yükselir ve dolayısıyla gaz kesitinden geçen akım şiddetinin yoğunyuğu yükselir. İletken gaz sütununun birim kesitinden geçen yüksek akım şiddeti bir mağ- netik alan oluşturur ve gaz sütununun daha da büzülmesine sebep olur. Plazma jet yönteminde, birbirini tamamlayan bu etkilerin yanı sıra koruyucu gaza hidrojen gazının ilave edilmesiyle çok düşük akım şiddetlerinde elektrik arkı oluşturmak dolayısıyla yüksek güç yoğunlukları elde etmek mümkün olmuştur. Plazma jet yöntemi, bilinen metodlarla kesilemeyen malzemelerin kesilmesinde, çok ince malzemelerin kaynak edilmesinde, ergime sıcak lığı yüksek olan malzemelerin püskürtülmesi işlemlerinde başarıyla kullanılmaktadır. Bu çalışmada, plazma üretimi için uygun, su soğutmalı bir üfleç (başlık) imali ile, elde edilen plazma jetinin malzemelerin yüzey bölgesi modifikasyonuna uygulanabilirliği(hızlı katılaşma ve camsı metallerin eldesi gibi) irdelenmiştir.

Amorphous metallic materials are produced by rapidly solidification of metals or metal alloys. Metal jet spraying, atomisation, energy inducing are known rapidly solidification methods and according to order amorphous metallic ribbons, metallic powders and workpieces have an amorphous surface structure are obtained in these methods. Energy inducing method are energy inducing to the workpiece with high energy density systems like laser, elektron beam, plazma Jet. Laser and elektron beam methods have very high energy density but their producing needs advanced technology. Plasma jet are produced mechanic contracting of known TIG arc. Ionization degree of contracted arc increases, for that reason current density of gas cross section increases. High current inten sity of conducting gas column creates magnetic field and causes more contraction of gas column. In the plasma jet methods, these effects that forced each ot her in spite of using hidrogen gas, creating electric arc in very low current intensity and obtaining high power density became possible. Plasma jet method have been being used succes fully in, cutting of materials that can't cut with known methods, welding of very thin materials, spraying of materials have high melting heat. In this working, suitable for plasma producing a water cooled torch has been produced and appliable to surface modification of plasma jet (rapidly solidification and metallic glasses producing) has been explained.