Continuous wave and pulsed fiber laser cutting of TI-6AL-4V
TI-6AL-4V alaşımının sürekli dalga ve atımlı fiber lazer ile kesilmesi
- Tez No: 989916
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ SADIK OLGUNER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gaziantep Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Konstrüksiyon ve İmalat Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Titanyum alaşımlarının, özellikle kalın kesitlerde, düşük ısıl iletkenliği ve yüksek ergime sıcaklığı nedeniyle fiber lazer ile kesilmesi önemli zorluklar içermektedir. Bu çalışmada, Ti-6Al-4V Grade 5 alaşımının sürekli dalga ve atımlı fiber lazer kesim davranışı deneysel olarak incelenmiş ve kesim kalitesi çok amaçlı bir yaklaşımla optimize edilmiştir. Deneyler, 12 kW gücünde bir fiber lazer sistemi kullanılarak 10 mm ve 14 mm kalınlığındaki plakalar üzerinde gerçekleştirilmiştir. Sürekli dalga modunda lazer gücü ve kesme hızı, atımlı modda ise bunlara ek olarak görev çevrimi ve frekans parametreleri değerlendirilmiştir. Kesim kalitesi; yüzey pürüzlülüğü, yüzeysel düzlük, kerf açısı ve cüruf yüksekliği kriterleri açısından koherans taramalı beyaz ışık interferometresi ile ölçülmüştür. Lazer kesim parametreleri ile kesim kalitesi arasındaki doğrusal olmayan ilişkileri modellemek amacıyla Yapay Sinir Ağı modelleri geliştirilmiş ve bu modeller Genetik Algoritma ile entegre edilerek tek amaçlı ve Pareto tabanlı çok amaçlı optimizasyonlar gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar, kesim kalite kriterleri arasında dengeli ve endüstriyel olarak uygulanabilir parametre setlerinin belirlenebildiğini ve ANN-GA tabanlı yaklaşımın kesim kalitesinin iyileştirilmesi ile proses kararlılığının artırılmasında etkili ve güvenilir bir yöntem olduğunu ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
Titanium alloys, particularly in thick sections, present significant challenges in fiber laser cutting due to their low thermal conductivity and high melting temperature. In this study, the continuous wave and pulsed fiber laser cutting behavior of Ti-6Al-4V Grade 5 alloy was experimentally investigated, and the cutting quality was optimized using a multi-objective approach. Cutting experiments were carried out on 10 mm and 14 mm thick plates using a 12 kW fiber laser system. In continuous wave mode, laser power and cutting speed were varied, while in pulsed mode, duty cycle and frequency were additionally considered. Cutting quality was evaluated in terms of surface roughness, surface flatness, kerf angle, and dross height, which were measured on an area-based scale using a coherence scanning white light interferometry. To model the complex and nonlinear relationships between laser cutting parameters and cutting quality, Artificial Neural Network models were developed and integrated with a Genetic Algorithm to perform single objective and Pareto-based multi objective optimization. The results demonstrate that balanced and industrially feasible parameter sets can be achieved among the cutting quality criteria, and that the ANN-GA based multi-objective optimization approach is an effective and reliable method for improving cutting quality and enhancing process stability in continuous wave and pulsed fiber laser cutting of Ti-6Al-4V.
Benzer Tezler
- Elmas katkılı kompozit frez üretimi ve mekanik özelliklerinin belirlenmesi
Fabrication and mechanical characterization of diamond-reinforced composite burs
EMİN ORHUN BAŞTEKELİ
Doktora
Türkçe
2025
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HACI ABDULLAH TAŞDEMİR
- Comparison of cleaning performances of nanosecond and femtosecond lasers on historical papers
Nanosaniye ve femtosaniye lazerlerin tarihi kağıtlar üzerindeki temizleme performanslarının karşılaştırılması
CANAN YAĞMUR BOYNUKARA
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜNAY BAŞAR
YRD. DOÇ. DR. MEHMET FEVZİ UĞURYOL
- 915 nm dalga boyuna sahip yarıiletken lazer diyot kullanarak temassız lehimleme işlemi
Contactless soldering process using semiconductor laser diode with 915 nm wavelength
MURAT BURCCU
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Fizik ve Fizik MühendisliğiBursa Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ASLI AYTEN KAYA
- Evaluation of laser-based oxide removal as an alternative to acid pickling in continuous flat steel processing lines: energy consumption and green transition perspective
Sürekli yassı çelik işleme hatlarında asitle temizlemeye alternatif olarak lazer tabanlı oksit gideriminin değerlendirilmesi: enerji tüketimi ve yeşil dönüşüm perspektifi
EREN ÇELİKSES
Yüksek Lisans
İngilizce
2026
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ İREM NUR GAMZE ÖZBİLGİN
- Photothermal ablation of liver tissue with 1940-nm thulium fiber laser: Ablation efficiency and temperature measurements
1940-nm tulyum fiber laserin karacığer doku fototermal ablasyon: Ablasyon verimliliği ve sıcaklık ölçümleri
HEBA ALAGHA
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
BiyomühendislikBoğaziçi ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT GÜLSOY