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.

Nowadays laser cutting is one of the most important method of modern material cutting due to its superior features in terms of cost and quality. Particularly, the laser cutting method has very important advantages in the cutting of stainless steels used in many applications in the manufacturing sector. In this study, the effects of laser power, cutting speed and focal length on the roughness of cut surfaces and kerf width were investigated. According to the Box-Behnken experiment design, parameter pairs were determined and surface roughness and kerf widths were measured. Variance analysis (ANOVA) was applied to determine the single and interactive effects of the process parameters. Response surface functions have been determined for surface roughness and kerf widths and optimum process parameters have been determined with desirable function approach. As a result of the study, it was found that the most effective parameter on surface roughness and kerf width was focal distance and the effect of progression speed was limited.