Ti6al4v titanyum alaşımının fiber lazer ile işlenebilirliğinin araştırılması
Investigation of the machinability of the Ti6Al4V titanium alloy's by fiber laser machining processes
Yazar: FATİH YÜCELİŞLİ
Danışman: YRD. DOÇ. MUSTAFA AY
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Mekatronik Mühendisliği = Mechatronics Engineering

Özet:
Titanyum ve titanyum alaşımları düşük yoğunluk, yüksek mukavemet, yüksek korozyon ve ısı direnci gibi özellikleri bir arada bulundurduğu ve üstün fiziksel ve kimyasal özelliklerinden dolayı endüstride ve özellikle uzay, denizcilik ve havacılık sanayi için vazgeçilmez bir malzemedir. Bu tez çalışmasında, Ti6Al4V titanyum alaşımının, ana işleme yöntemleri olarak alışılmamış imal usullerinden Lazer Işınıyla İşleme yöntemi kullanılmıştır. Lazer ile kesme işleminde mekanik kesme kuvvetleri oluşmadığından dolayı, hızlı ve titreşimsiz bir işlem yapılabilmektedir. Lazer teknolojisi ile yapılan metal kesim işlemlerinde geleneksel yöntemlere kıyasla birçok yönden daha başarılı sonuçlar elde edilmektedir. Geleneksel yöntemlerde olduğu gibi, lazerle kesim teknolojisinde de üretim verimliliğini arttıran ve ürün kalitesine doğrudan etki eden bir takım işlem parametreleri bulunmaktadır. Bu çalışmada, endüstriyel malzeme kesme işlemlerinde kullanılan lazer sistemleri ve işlem parametrelerinin kesme ve ürün kalitesine etkileri incelenmektedir. Deneyler sonucunda numunelerin yüzey ve ısıdan etkilenen bölgeleri taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile incelenmiş, enerji dağılımı spektrometresi (EDS), X-Işını kırınım yöntemi (XRD) ve mikrosertlik ölçümleri yapılmıştır. İşlenmiş yüzeylerin yüzey formasyonları, mikroyapı değişimleri, yeniden katılaşan tabaka kalınlığı, kerf genişlikleri, kerf eğim açıları gibi karakteristik özellikler incelenmiş ve bu karakteristiklerin işlem parametrelerine bağlı olarak nasıl değişim gösterdiği araştırılmıştır.

Anahtar Kelimeler: Fiber lazer, Lazer kesme, Titanyum, Ti6Al4V

Abstract:
Titanium and titanium alloys are an indispensable material for the industry and especially for the space, marine and aerospace industries due to their high physical and chemical properties combined with features such as low density, high strength, high corrosion and heat resistance. In this thesis study, Laser Beam Machining technique has been used as an uncommon method out of the main processing methods for the Ti6Al4V titanium alloy.  Since mechanical cutting forces do not occur during laser cutting, a fast and vibration-free operation can be performed. In the case of metal cutting with laser technology, many more successful results than traditional methods are obtained. Just as in traditional methods, there are also a number of process parameters in laser cutting technology that increase production efficiency and directly affect product quality. In this study, laser systems used in industrial material cutting processes and cutting parameters and their effects on product quality are examined. As a result of the experiments, surface and heat-affected regions of the samples were examined by scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS), X-ray diffraction method (XRD) and microhardness measurements have been made. Characteristic features such as surface formations of processed surfaces, microstructure changes, resolidified layer thickness, kerf widths, kerf inclination angles were investigated and how these characteristics were changed according to process parameters were investigated.


Keywords: Fiber laser, Laser cutting, Ti6Al4V