TEMEL BİLGİLER

OKSİ-YAKIT KESME İŞLEMİ

Oksi-yakıt kesme işlemi, karbon çeliği, düşük alaşımlı çelikler ve titanyum kesmeye uygun en eski ve en çok kullanılan işlemdir; bu işlem alüminyum, paslanmaz çelik, nikel alaşımları, pirinç veya bakır gibi demir içermeyen metalleri kesmek için uygun değildir. Standart ekipman kullanılarak kesilebilen malzeme kalınlığı 3 mm'den 300 mm'ye kadar olabilirken, uzman donanım kullanılarak 3000 mm'ye kadar çıkabilir.

Yakıt gazları maliyete göre performans değişiklikleri gösterir, Asetilen 3160°C'de en sıcak alev ısısına ulaşır, diğer gazlar arasında ise MAPP - 2976°C, Propilen (LPG) - 2896°C, Propan - 2828°C, Doğal gaz - 2770°C bulunur. Daha düşük kesme gazı sıcaklıkları, daha uzun nüfuz süresi, daha yavaş hareket süresi ve ısıdan etkilenen daha büyük bölgeler (HAZ) olarak yansıtılır, yakıt gazı türünü kullanmaya başlamadan önce, istenen kesme performansını elde etmek için kullanılan oksijen/yakıt gazı oranına dikkat edin. Ayrıca, gaz dağıtımı, depolama veya güvenlik sorunları seçimi etkileyebilir. Kesme işlemi, uygun boyutta bir nozul takılmış şaloma kullanılarak gerçekleştirilir, malzemenin ön ısıtma ile 700°C ve 900°C arasında sıcaklığa ulaşmasından sonra yakıt gazı ve oksijen ayarlanmış basınç altında şaloma içine verilir, malzeme sarıdan ziyade açık kırmızı renkte olmalıdır, bu durum tutuşma derecesi olarak bilinir, ana oksijen jetinin eklenmesi ekzotermik reaksiyona neden olur, çelik oksitlenir (cüruf) ve işlenen parça içinden üflenir. En uygun kesilmiş profil finişi ve tekrarlanabilirlik sağlamak için bir CNC sisteminin kullanılması tavsiye edilir, malzeme mümkün olduğu yerde pas gresi veya diğer kirleticilerden arındırılmış olmalı, doğru nozul boyutu, gaz basıncı, alev şekli, alevin işlenen parçaya olan yüksekliği ve şaloma hareket hızı üretim başlamadan önce kontrol edilmeli ve test edilmelidir.

Mekanize edilmiş kesme sistemleri ağır imalat, çelik işleme, tersanelerde kullanıma uygundur. Manuel oksi-yakıt kesme ve oluk açma, hurda metalin kesilmesi, işleme tesisi ve gemilerin sökülmesi/hizmetten çıkarılması da dâhil olmak üzere yukarıdaki endüstrilerde kullanılmaktadır.

PLAZMA ARK KESME İŞLEMİ

Plazma ark kesme işlemi, inceleme kapsamında olan üç işlemden en çok yönlü olanıdır; en yaygın kullanılan karbon çelikler, düşük alaşımlı çelikler, alüminyum, paslanmaz çelikler, nikel alaşımları ve bakır gibi, kalınlıkları 0,5 mm'den 150 mm'ye kadar değişen tüm elektriksel olarak iletken malzemeleri kesmek için uygundur.

Plazma ark kesme, benzer malzeme/kalınlık bazında oksi-yakıttan daha hızlıdır, plazma arkı hava boşluklarını dikkate almama avantajına sahiptir, bu nedenle malzemelerin istiflenmesini, ayrıca levhalanmasını, sıcak daldırma ile kaplanmasını, elektro-plakalı, boyalı, paslı olmasını ve ağır bir şekilde demir oksitlenmesini sağlar, malzemenin iyi bir şekilde topraklanması koşuluyla büyük sorunlar olmadan kesilebilir.

Plazma ark kesimi, plazma arkı güç kaynağı, şaloma ve gaz kaynağı gerektirir. En popüler plazma arkı güç kaynakları 30A ila 800A arasındadır, gaz kaynağına bağlı bir şaloması vardır, sistemler tek gaz veya çoklu gaz türleri olarak iki ana kategoriye ayrılır. Tek gazlı sistemler, satın alma maliyetini düşürme eğiliminde iken karbon çeliği ve düşük alaşımlı çelik gibi malzemeler için kabul edilebilir seviyede kesilmiş finişler sunmaktadır, daha gelişmiş olan çok gazlı sistemler ise uygun sarf malzemelerin ve gaz kombinasyonlarının kullanılması ile tüm iletken malzemelerin kesilmesine uygundur. Kullanılan tek gazlar genellikle temiz kuru sıkıştırılmış hava veya nitrojendir. Kullanılan çoklu gazlar, sıkıştırılmış hava, oksijen, nitrojen, argon ve hidrojenin kombinasyonları olabilir.

Plazma arkı, şaloma içinden üretilir, yüksek basınçlı gaz küçük çaplı bir deliği olan nozuldan geçirilir, plazma arkı güç kaynağı tarafından üretilen elektrik arkı sıcaklığın 20.000°C civarında olduğu ve plazma jetini üreten yüksek basınçlı gaz akışından geçirilir, bu sıcaklık çoklu gaz kombinasyonlarının kullanılmasıyla aşılabilir, plazma jeti ergimiş metalin üflendiği malzemeyi hızla deler.

Oksi-yakıt CNC sistemlerine benzer şekilde, plazma arkı da doğru çalışması için ayarlanmış parametreler, akım (amperaj), gaz tipi/basıncı, sarf malzemeleri - nozul boyutu/elektrot, şalomadan işlenen parçaya olan yükseklik, şaloma hareket hızı gerektirir, bunların tümü nihai ürün sonuçlarını etkiler.

Manuel plazma ark sistemleri, ilave değişkenliğe sahiptir, taşınabilirlikleri daha geniş bir çalışma alanında kullanılmalarına olanak tanır, sistemler taşınabilir motorlu/CNC arabalarla birlikte kullanılabilir. Ayrıca, manuel plazma ark sistemleri, oluk açma özellikleri, ısı girdisinden daha düşük bir etki ile hızlı ve uygun maliyetli talaş kaldırma özelliklerinden dolayı tercih edilmektedir.

Mekanize edilmiş kesme sistemleri, hafif ve ağır imalat, çelik işleme, tersanelerde kullanıma uygundur. Manuel plazma ark kesme ve oluk açma, hurda metalin kesilmesi, işleme tesisi ve gemilerin sökülmesi/hizmetten çıkarılması da dâhil olmak üzere yukarıdaki endüstrilerde kullanılmaktadır.

LAZER HER ŞEYİ KESEBİLİR

Lazer kesim işlemi, inceleme kapsamında olan üç işlemin en yenisidir; lazer kesim, lazer ışını üretimi ve dağıtımında dikkate değer bir gelişme göstermiştir. Metal kesme endüstrisinde kullanılan lazer ışını, 1970'lerin başlarında öncelikle havacılık endüstrileri için titanyum kesmek için bir oksijen lazer jetinin geliştirildiği bir işlem olarak ortaya çıkmıştır. O zamandan beri, CO2 gaz lazerleri dünyadaki en popüler sistemler haline gelmiştir, daha fazla gelişme ile birlikte fiber lazer kesim işlemi ortaya çıkmıştır, fiber lazer işlemi en gelişmiş biçim olup şu anda en iyisi olarak görülmektedir.

Metaller için lazer kesme gücü, zamanla 1.0mm’lik karbon çeliği kesmek için 300W'den 50mm'lik karbon çeliği kesmek için 20.000W'a kadar muazzam bir şekilde artmıştır, 12.000W karbon çeliğinde 25 mm kalınlığında bir kesim üretmek için en son norm olarak kabul edilmektedir. İnceleme kapsamındaki üç termal işlemden lazer en doğru işlemdir, mikron kalınlığındaki malzemeyi yukarı doğru kesecek, sıcak daldırma ve elektro plaka galvanizli çelik dâhil olmak üzere sınırlayıcı bir kalınlık olmasına rağmen tüm metalleri kesecektir.

Tüm parametreler doğru olarak ayarlandığında, profilli parçalar taşlama veya astarlama denilen en az 2 türden işlem gerektirir. Tüm lazer sistemleri, temiz atölye koşullarında en iyi performansı gösterir, kaynak, taşlama ve diğer havada bulunan kirleticiler sistemin kesim kalitesini ve uzun ömürlülüğünü etkileyebilir, kesilecek malzemelerin temiz olması ve yüzey kirleticilerinden arındırılması gerekir, “mikro çapakların yapışmasını önlemek için kesme losyonları” kullanılır.

Lazer ışını, üç yöntemden biriyle üretilir: Katı hal, CO2 Gaz veya Fiber. Fiber lazer sistemleri en gelişmiş sistemlerdir, lazer ışını bir fiber aracılığıyla baş kısma taşınır, buradaki avantaj ışın yolu uzunluğunun sabit kalması ve böylece ışın aktarım cihazlarını sıfırlamak ve ayarlamak için maliyetli kesinti süresini ortadan kaldırmaktır. Lazerle kesmede kullanılan gazlar, oksijen ve nitrojendir. Karbon çeliği yardımcı gaz olarak oksijenle kesilirken, gazın işlenen parçadan cürufu üflediği oksi-yakıt işlemine benzer bir ekzotermik reaksiyon oluşur. Azot; alüminyum, paslanmaz çelikler, nikel alaşımları, titanyum ve bakır kesmek için kullanılır; ayrıca azot, karbon ve düşük alaşımlı çelikleri keserken daha iyi bir finiş elde etmek ve 2. işlemleri en aza indirmek için yardımcı gaz olarak da kullanılabilir.

Lazerli kesim sistemleri, daha hızlı bir geri dönüş sağlamak için önemli bir yatırım gerektirir. Lazer sistemleri, büyük oranda otomatik üretim birimlerinin bir gecede tamamen insansız olarak çalıştığı veya arıza halinde müdahale edilebilmesi için yalnızca az sayıda insanın bulunduğu "Lights out/Karanlıkta Çalışma" esasına göre işletilebilir. Enerji maliyetleri oldukça yüksek olabilirken, kısmen düşük sarf malzemesi maliyetiyle bu durum dengelenir.