St-37 ve St-52 sac malzemelerin lazerle kesilmesinde işleme parametrelerinin kesim kalitesine etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of machining parameters on the cutting quality in laser cutting of St-37 and St-52 sheet materials
Yazar: RÜMEYSA CEBECİ
Danışman: PROF. DR. HALİL DEMİR ; DR. BARIŞ ÖZLÜ
Karabük Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu çalışmada endüstride geniş bir kullanım alanı bulunan ve kalınlıkları aynı olan St-37 ile St-52 sac malzemeler kullanılmıştır. Bu malzemelerin lazer ile kesilmesinde işleme parametrelerinin (kesme hızı, basınç ve frekans) kerf genişliği, çapak yüksekliği ve yüzey pürüzlülüğü üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Kesme parametresi olarak, dört farklı kesme hızı (10, 16, 22, 28 mm/s), dört farklı frekans (500-1500-2500-3500 Hz) ve dört farklı basınç (0,8, 0,9, 1, 1,1 bar) seçilmiştir. 4 mm iş parçası kalınlığı, 800 W lazer gücü, %100 güç yoğunluğu, 5″ lens, 0,8 mm odak noktası uzaklığı ve 2 mm nozul çapı sabit tutulmuştur. Yardımcı gaz olarak oksijen kullanılmıştır. Kesme işleminden sonra numunelerin önce kerf genişliği ve daha sonra çapak yüksekliği ölçümleri gerçekleştirilmiştir. İşleme parametrelerinin (kesme hızı, frekans, basınç) kerf genişliği ve çapak yüksekliğine olan etkileri incelenmiştir.  
Ölçümler sonrasında numuneler giyotin makinesi kullanılarak kesilmiş ve 128 adet dikdörtgen numune elde edilmiştir. Daha sonra numunelerin yüzey pürüzlülük değerleri ölçülmüştür. Alınan veriler sonucunda işleme parametreleri ile kerf genişliği, çapak yüksekliği ve yüzey pürüzlülüğü arasında ilişki kurulmuştur.  Elde edilen veriler grafiklere dönüştürülerek yorumlanmıştır. Basınç değerinin artmasıyla birlikte yüzey pürüzlülük değerlerinde bir artış tespit edilmiştir. Kesme hızının artması ile yüzey pürüzlülük değerinde azalma meydana gelmiştir. Sabit basınçta kesme hızının artmasıyla birlikte çapak yükseklik değerlerinde azalma tespit edilmiştir. Sabit kesme hızında basıncın artması ile çapak yükseklik değerlerinde bir azalma gözlemlenmiştir. Basınç değerlerinin artırılması ile kerf genişliğinde bir artış meydana gelmiştir. Diğer taraftan kesme hızındaki artışın kerf genişliğinin azalmasına yol açtığı görülmüştür.

Abstract:
In this study, St-37 and St-52 sheet materials, which are widely used in the industry and have the same thickness, were used. The effects of processing parameters (cutting speed, pressure, and frequency) on kerf width, dross height and surface roughness in laser cutting of these materials were investigated. Four different cutting speeds (10, 16, 22, 28 mm/s), four different frequencies (500-1500-2500-3500 Hz) and four different pressures (0.8, 0.9, 1, 1.1 bar) were selected as the cutting parameter. 4 mm workpiece thickness, 800 W laser power, 100% power density, 5" lens, 0.8 mm focal point distance and 2 mm nozzle diameter were kept constant. Oxygen was used as an auxiliary gas. After cutting, first kerf width and then dross height measurements of the materials were carried out. The effects of processing parameters (cutting speed,  
frequency, pressure) on kerf width and Dross Height were investigated. After the measurements, the samples were cut using a guillotine machine and 128 rectangular samples were obtained. Then the surface roughness values of the samples were measured. As a result of the data received, the relationship between the processing parameters and kerf width, dross height and surface roughness was established. The resulting data were converted into graphs and interpreted. An increase in surface roughness values was detected with an increase in pressure value. As the cutting speed increased, surface roughness value decreased. With the increase in cutting speed at constant pressure, dross height values decreased. An increase in kerf width has occurred with increasing pressure values. On the other hand, it was observed that the increase in cutting speed caused a decrease in kerf width.