Search

Paslanmaz çelik, üstün korozyon direnci, yüksek mekanik özellikleri, yüksek mukavemeti, şekillendirilebilirliği, ısıl ve elektriksel iletkenliği nedeniyle denizcilik, havacılık, sıhhi tesisat, endüstriyel ekipman ve inşaat sektörlerinde yaygın olarak tercih edilen bir malzeme türü haline gelmiştir. Bu çalışmada, kesme hızı, odak konumu, frekans ve görev döngüsü gibi fiber lazer kesim parametrelerini optimize etmek için Gri İlişkisel Analize (GRA) dayalı çok amaçlı bir optimizasyon yöntemi gerçekleştirilmiştir. Lazer kesim kalitesini belirleyen en önemli iki parametre olan yüzey pürüzlülüğü ve çentik genişliği aynı anda optimize edilmiştir. Her bir parametre için ayrı ayrı optimum seviyeyi belirlemek amacıyla Taguchi tekniği uygulanmıştır. 3D optik profilometre ile Gri İlişki Derecesine (GRA) bağlı olarak kesme yüzeyi morfolojisi incelenmiş ve kesme yüzeylerinin haritaları oluşturulmuştur. ANOVA ile elde edilen sonuçlara göre yüzey pürüzlülüğü ve çentik genişliği üzerinde en etkili parametrenin sırasıyla %49,01 etki oranı ile Duty cycle ve %31,2 etki oranı ile frekans olduğu görülmüştür. Çoklu yanıtlar üzerinde ise %18,55'lik etki oranı ile frekans en önemli parametredir. Görev döngüsü (Duty cycle) ve odak konumu (Focal position) sırasıyla ikinci ve üçüncü etkili parametrelerdir. 20 mm kalınlığındaki AISI 304 (DIN EN 1.4301) malzemenin fiber lazer kesiminde minimum yüzey pürüzlülüğü ve minimum kerf genişliği için optimum parametrelerin kesme hızı için 310 mm/dak, odak konumu için -11 mm, frekans için 105 Hz ve Duty cycle için de %60 olduğu belirlenmiştir. Stainless steel has become a widely preferred material type in the marine, automotive, aerospace, sanitary, aeronautics, industrial equipment and construction industries due to their superior corrosion resistance, high mechanic properties, high strength, formability, thermal and electrical conductivity. In this study, a multi-objective optimization method based on grey relational analysis is conducted to optimize the fiber laser cutting parameters of cutting speed, focal distance, frequency and duty cycle. Surface roughness and kerf width, which are the two most important parameters that determine laser cutting quality, are simultaneously optimized. In order to assign the optimum level for each parameter individually, the Taguchi technique was applied. The cutting surface morphology was examined depending on grey relational grade with 3D optical pro filometer as well as maps of the cutting surfaces were created. According to results achieved by ANOVA, the most effective process parameter on kerf width was frequency, with the ratio of 31,2%. Duty cycle found as the most effective parameter on surface roughness with an effect ratio of 49.01%. Additionaly frequency is the most important parameter on the multiple responses with an effect of 18.55%. It has been determined that the optimum parameters for minimum surface roughness and minimum kerf width for fiber laser cutting of 20 mm thick AISI 304 (DIN EN 1.4301) material were 310 mm/min for cutting speed, −11 mm for focal position, 105 Hz for frequency and 60% for duty cycle.

Otomotiv sektöründe sürekli iyileştirilmesi hedeflenen unsurlar enerji tasarrufundan dolayı hafiflik ve araç güvenliğidir. Bu unsurları iyileştirmek için farklı malzemeler üzerinde çalışmalar yapılmaktadır. AISI 304 paslanmaz çelikleri korozyon direncinin yanı sıra yüksek şekillendirilebilme, kaynak kabiliyeti ve enerji emme kapasitesi gibi önemli özellikleri bir arada bulundurmaktadır. Otomotiv sanayinde AISI 304 paslanmaz çelikleri egzoz sisteminde ve birçok küçük bileşeni oluşturmak için kullanılmaktadır. Araç güvenliğini arttırmak için alışılagelmiş malzemeler yerine uygun tasarımlar ile maliyet dengelenerek kullanım popülaritesi artacağı düşünülmektedir. Bu araştırmada, AISI 304 paslanmaz çeliklerinin elektrik direnç nokta kaynak dayanımını etkileyen optimum parametreler belirlenerek hegzagonal yapılı çarpışma kutuları elektrik direnç nokta kaynağı ile birleştirilmiştir. Birleştirilen çarpışma kutularına çeşitli testler uygulanmış, sönümlenen enerji ve çarpışma karakteristiği üzerine etkisi incelenmiştir. Deneysel ve sayısal sonuçlar incelenip optimum elektrik direnç nokta kaynak tasarımı belirlenmiş, doğrulanmış bir sonlu elemanlar modeli elde edilmiştir. The elements that are aimed to be continuously improved in the automotive sector are lightness and vehicle safety due to energy savings. In order to improve these elements, studies are carried out on different materials. In addition to corrosion resistance, AISI 304 stainless steels have important properties such as high formability, weldability and energy absorption capacity. Although AISI 304 stainless steels are used in the automotive industry to create many small components in the exhaust system, it is thought that the popularity of use in vehicle safety will increase by balancing the cost with appropriate designs instead of conventional materials to increase vehicle safety. In this research, the optimum parameters affecting the spot weld strength of AISI 304 stainless steels were determined and hexagonal collision boxes were combined with electric spot resistance welding. Various tests were applied to the combined collision boxes, and their effects on the absorbed energy and collision characteristics were investigated. Experimental and numerical results were examined and optimum electric spot welding design was determined and a verified finite element model was obtained.