AŞINMIŞ PLAZMA NOZULLARININ AŞINAN KISIMLARININ GÜMÜŞ İÇEREN LEHİMLERLE DOLDURULARAK TEKRAR KULLANILABİLİRLİĞİ

Abstract

1950’li yıllardan günümüze kadar üst düzey üretim teknolojilerinde kullanılan plazma, maddenin dördüncü hali olarak karşımıza çıkmaktadır. İlk endüstriyel plazma arkı ve kesme torcu 1957 yılında Linde tarafından yapılmıştır.1962 ‘de James Browning çift gazlı ve ters kutuplamalı plazma ark kaynağının patentini almış ve bu yöntemle alüminyum kaynak uygulamaları yapmıştır. 1978’de NASA’nın uzay mekiklerinin alüminyum kısımlarında plazmayı kullanarak daha iyi neticeler elde etmesiyle yöntem ticari boyutta önemli bir prestij kazanmış ve uygulamaları artmıştır. Madde gaz halindeyken, harici bir kaynak yardımıyla, sürekli enerji verilmeye devam edildiğinde, madde plazma haline geçecek yani iyonlaşacaktır. Bu iyonlar yardımıyla yapılan ısıl kesme işlemine plazma ile kesme denmektedir. Bu işlemi açıklayacak olursak; torç dediğimiz uç parça içerisinde akan gaza enerji verilerek oluşturulacak yüksek sıcaklık ve hızdaki iyonik akımın, bir nozul yardımıyla odaklanarak, pozitif kutup olan malzemeye yönlendirilmesi ve bu yönlendirme sonucunda malzemenin ergiyerek, iyonik akımın jet etkisiyle malzemeden uzaklaştırılması işlemidir. Plazma ile kesme işleminde yüksek ısıya maruz kalan torç içindeki nozulların yüksek miktarda aşınmaya uğramaktadırlar. Yapılan literatür incelemesinde plazma kesme elektrotlarının hafniyum olduğu ve çevresinin bakırdan imal edildiği, ancak meme ömrünün uzatılması amacıyla gümüşten imal edildikleri görülmüştür. Endüstriyel uygulamalarda bazı firmaların hafniyum elektrot çevresinde gümüş kullandığı ve böylece elektrot ömrünü artırdığı bilgisine rastlanmıştır. Ülkemizde plazma kesme işlemi yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir. Gerek elektrot, gerekse kısıcı memeler ithal edilmekte ve ülkemizden döviz çıkışı olmaktadır. Kısıcı memelerde, meme ağırlığının %1 ‘i kadar olmayan aşınma düzeylerinde memenin kullanım ömrü bitmektedir. Aşınmaya bağlı olarak kesme kalitesi düşmektedir. Bu çalışmada aşınmış kısıcı memelerin, %2, %20, %40 ve %92,5 gümüş ihtiva eden lehimler kullanılıp doldurularak geri dönüşümünün mümkünlüğü araştırılmıştır. Lehimleme işlemi yeniden aşınma sürecinden sonra yinelenerek tekrar tekrar kullanım sağlanmaya çalışılmıştır. Bu şekilde hem ülke ekonomisine katkıda bulunulması hem de yeni bir iş kolu türetilmesi hedeflenmiştir. Deneylerde Lincoln PC100 Plazma Kesme Cihazı kullanılmıştır. Plazma gazı olarak 5Bar basınç ve 200lt/dak debideki hava kullanılmıştır. 50 Amperde 1m/dak kesme hızında işlem yapılmıştır. Deneylerde 5mm kalınlıktaki 1x1 m ebatlarında yumuşak çelik levhaların kesimi yapılmıştır.Kesme işlemi 1cm’lik bölümlerle yapılmış ve nozul ile elektrodun malzeme kayıpları 1/1000 gr hassasiyetli dijital tartı ile ölçülmüş nozul delikleri fotoğraflanmıştır. Nozulların gümüş ihtiva eden lehimlerle doldurulup tekrar kullanılabilirliği test sonuçlarından elde edilen verilere göre mümkündür.%2 ve %20 gümüş ihtiva eden lehimlerle doldurulan nozullardaki veriler orijinal bakır nozulla kıyaslandığında iyi olmasalar da, %40 ve %92,5 gümüş ihtiva eden lehimlerle doldurulmuş nozullardaki veriler orijinal bakır nozulla eşdeğer hatta yer yer daha iyidir.