Al-B4C kaplanmış AA2024 alüminyum alaşımlarının lazer kesim ile işlenebilirliğinin araştırılması
Investigation of machinability of AA2024 aluminum alloys coated Al-B4C by laser cutting
Yazar: MÜCAHİT DENİZ
Danışman: PROF. DR. ÇETİN ÖZAY
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Konstrüksiyon ve İmalat Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Günümüzde dünya genelinde birçok üretim yöntemi gelişmiştir. Bu yöntemlerin başında lazer kesim makineleri önemli bir yere sahiptir. Lazer kesim, hızlı kesim yapılabilmesi, kalıp gerektirmeden üretim yapılabilmesi ve minimum fire oranları ile önemli bir avantaj sağlamaktadır.
Lazer ile kesme yöntemi kullanılarak metal ve metal dışı parçalar yüksek bir kesme kalitesi ve yüksek bir kesme hızı ile kesilebilmektedir. Lazer ile kesme yöntemi bilgisayar sistemi ile programlama yapılarak kullanılabilmektedir. Bu sayede farklı biçimlerdeki kompleks birçok parçanın kısa işlem süreleri ile kesilmesi mümkün hale gelmektedir.
Yapılmış olan bu çalışmada Al-B4C kaplanmış AA-2024 alüminyum alaşımlarının azot gazı ortamlarında farklı frekans (3000 ile 5000 Hz aralığında), farklı kesme hızlarında (900 ile 1300 mm/dak aralığında) ve farklı gaz basınçları ile (10 ile 13 bar) kesilmiştir. Daha sonra kesilen numunelerin mikro yapıları mikroskobunda incelenmiştir. Uygun kesim parametrelerinin belirlenmesi için numunelerin üst kerf genişlikleri, ortalama yüzey pürüzlülüğü ve oluşan çapak yükseklikleri ölçülmüştür.  Taguchi deney tasarım yöntemi kullanılarak elde edilen sonuçlar S/N oranlarına dönüştürülüp optimum kesme parametreleri belirlenmiştir. Ayrıca istatistiksel olarak ANOVA varyans analizi ile parametrelerin sonuçlar üzerindeki etkileri belirlenmiştir.
Sonuç olarak; Al-B4C kaplanmış AA-2024 alüminyum alaşımlarının lazer kesim yöntemi ile kesimlerinde kesme parametrelerin kerf genişliği, çapak yüksekliği ve ortalama yüzey pürüzlülüğü üzerinde etkili oldukları hem deneysel hem de istatistiksel olarak belirlenmiştir.

Abstract:
In the contemporary world, numerous manufacturing techniques have advanced globally. Among these methods, laser cutting machines occupy a prominent position. Laser cutting offers a significant advantage with its capability for swift cutting, production sans the necessity for molds, and minimal waste rates.
The laser cutting method enables the cutting of both metallic and non-metallic parts with high cutting quality and speed. Laser cutting can be utilized through computer system programming, allowing for the cutting of variously shaped complex parts within short processing times.
In this study, Al-B4C coated AA-2024 aluminum alloys were cut in nitrogen gas environments at different frequencies (ranging from 3000 to 5000 Hz), different cutting speeds (ranging from 900 to 1300 mm/min), and different gas pressures (10 to 13 bar). Subsequently, the microstructures of the cut samples were examined under a microscope. In order to determine the appropriate cutting parameters, the upper kerf widths, average surface roughness, and generated burr heights of the samples were measured. The results obtained using the Taguchi experimental design method were converted to signal-to-noise ratios, and optimum cutting parameters were determined. Additionally, the effects of the parameters on the results were determined statistically using ANOVA variance analysis.
As a result, it has been determined experimentally and statistically that cutting parameters have an effect on kerf width, burr height, and average surface roughness in the laser cutting of Al-B4C coated AA-2024 aluminum alloys.