Plazma, Oksijen ve Lazer Kesim Farkı: Hangi Kalınlıkta Hangisi?

Not: Lazer bu yazıda yalnızca genel teknik bilgi olarak karşılaştırılır. Kalın ve orta kesitte işinizi CNC plazma ve CNC oksijen kesimle yapıyoruz.

Üç yöntemi kabaca kalınlık ayırır: ince ve orta sacda lazer, orta ve kalın iletken metalde plazma, çok kalın karbon çeliğinde oksijen kesim. Isıdan etkilenen bölge lazerde en dar, oksijende en geniştir. Kesin kalınlık sınırı makinenin gücüne, gaza ve malzemeye göre değişir; aşağıdaki aralıklar genel kabul gören yaklaşık değerlerdir.

Üç yöntem nasıl çalışır

Lazer. Odaklanmış ışın malzemeyi eritir ya da buharlaştırır, yardımcı gaz erimiş metali kesikten üfler. Işın çok küçük bir noktaya toplandığı için kesik dardır ve çevreye az ısı yayılır. Sac işlemede çoğunlukla fiber lazer kullanılır.

Plazma. Gaz, elektrik arkıyla çok yüksek sıcaklığa getirilir ve dar bir nozuldan plazma jeti olarak fışkırır. Jet iletken metali eritir ve üfler; bu yüzden malzemenin elektriği iletmesi gerekir.

Oksijen kesim. Çelik, yaklaşık 900 °C’lik ateşleme sıcaklığına (kırmızı kora) kadar ön ısıtılır, sonra saf oksijen jeti demiri yakar. Kesmeyi bu yanma yapar, alev yalnızca başlatır. Bu yüzden yöntem yanabilen demir esaslı malzemelerle sınırlıdır.

Karşılaştırma tablosu

Konu	Lazer	Plazma	Oksijen
Tipik kalınlık	İnce-orta sac; yüksek güçte daha kalına çıkar	Orta-kalın	Kalın ve çok kalın
Isıdan etkilenen bölge	En dar	Orta	En geniş
Kenar kalitesi	En temiz, dik	İyi; hafif eğim olabilir	Kalında düzgün, ince sacda kötü
Kesik genişliği	En dar	Orta	Geniş
Çarpılma riski	En düşük	Orta	İnce sacda yüksek
Malzeme	Çelik, paslanmaz, alüminyum; fiber ile bakır ve pirinç	Tüm iletken metaller	Yalnız karbon ve düşük alaşımlı çelik
İkincil işlem ihtiyacı	En az	Bazen kenar taşlama	Çoğu zaman kenar ve curuf temizliği

Hangi kalınlıkta hangisi

Kaynaklar sayılarda birbirinden biraz ayrılır, çünkü makine gücü, gaz ve kalite beklentisi sınırı kaydırır. Genel kabul şöyle:

• Yaklaşık 6 mm ve altı: Hız, kenar kalitesi ve çarpılma açısından lazer önde.
• Yaklaşık 6-20 mm: Lazerle plazma birbirine yakındır. Yüksek güçlü fiber lazerler 20 mm’nin üstüne, hatta daha kalına çıkabilir (bazı sistemler 40 mm civarını bildirir); plazma bu aralıkta hızlıdır. Kenar kalitesi ve hassasiyet önemliyse lazer, hız önemliyse plazma.
• Yaklaşık 20-50 mm: Plazma ağır basar. Kalınlaştıkça kesik dikliği ve kenar düzgünlüğü zayıflar, oksijen kesim devreye girer.
• Yaklaşık 50 mm üstü ve çok kalın levha: Oksijen kesim. Plazma ekipmanı yapanlar yaklaşık 80 mm’ye kadar kesebildiğini söyler, ama çok kalında oksijen hem daha uygun hem daha kontrollüdür.

Bunlar kesin sınır değil, başlangıç noktasıdır. Aynı malzemede “kesilebilir” ile “istediğiniz kenar kalitesinde kesilebilir” aynı şey değildir; ikincisi hep daha dar bir kalınlık bandıdır. Kendi kalınlığınızda hangi sınıf kenarın çıktığını talep verirken sorun.

Isıdan etkilenen bölge (ITAB)

Kesim ısısı yalnız kesik çizgisinde kalmaz, kenardan içeri birkaç yüz mikron ile birkaç mm arasında ilerler. Bu şeritte çelik ısınıp hızla soğur, mikro yapı ve sertlik değişir. Sonuçları:

• Kenarda sertleşme. Sonradan talaş almak ya da delmek zorlaşabilir.
• Çarpılma. İnce, uzun ve çok kesikli parçalarda belirgindir.
• Kaynakta gözenek. Azot gazıyla plazma kesilmiş kenar kaynakta gözenek yapabilir; kaynaktan önce kenarı hafifçe taşlamak olağan uygulamadır.

Kaynak ya da talaşlı işleme için pay bırakırsanız ısıdan etkilenen bant sonradan alınıp gider. Hardox gibi yüksek mukavemetli aşınma çeliklerinde, özellikle kalın kesitte, kesim yöntemi ve soğuma koşulu için malzemenin üretim kılavuzuna bakın.

Kenar kalitesi ve ISO 9013

Termal kesim kalitesi TS EN ISO 9013 ile sınıflandırılır; yüzey pürüzlülüğü, kesik yüzeyinin dikliği ve eğimi gibi ölçütler vardır. Çizime “temiz kesim” yerine “kenar kalitesi sınıfı” yazmak çok daha nettir. Hangi sınıfın hangi yöntemle ve kalınlıkta tutturulabildiğini talep verirken kesimi yapana sorun.

Yöntem seçerken neye bakılır

Yöntemi yalnızca kesim hızına bakarak seçmeyin. Bitmiş parçaya şunlar girer:

1. Kesim süresi. İnce sacda lazer hızlıdır; kalınlaştıkça hız düşer, oksijen ve plazma öne geçer.
2. Sarf malzeme ve gaz. Her yöntemin ayrı kalemi var: lazer gazı, plazma sarfı, yakıt ve oksijen.
3. Fire ve yerleşim. Dar kesik parçaları sık dizmenizi sağlar, sacdan daha az fire verir.
4. İkincil işlem. Çapak alma, taşlama, düzeltme, talaşlı işleme. Kesimde kazandığınız süre burada geri gidebilir.

Yani karşılaştırılacak şey kesim süresi değil, bitmiş parçadır. 12 mm’lik bir braketi plazmayla kestirip kenarını taşlamak ile lazerle kestirip doğrudan boyamak aynı işin iki ayrı yoludur.

Çizim ve dosya hazırlama

• Format: DXF ya da DWG; 1:1 ölçek, milimetre.
• Kapalı konturlar: Her parça kapalı olmalı. Açık uç kesim programında hata verir.
• Çift çizgi: Üst üste binen çizgileri silin, yoksa aynı kenar iki kez kesilir.
• Ölçü, yazı, eksen çizgileri: Ayrı katmana alın ya da silin.
• Yaylar ve daireler: Mümkünse gerçek yay olarak çizin, küçük parçalara bölünmüş çokgen yapmayın.
• Delik çapı: Kalınlığa göre minimum çap vardır. Kalın sacda küçük delik kötü çıkar; lazerde bu sınır daha esnektir, plazma ve oksijende büyüktür.
• Parçalar arası mesafe: Köprü ve yerleşim için pay bırakın.
• Yazılacaklar: Malzeme cinsi (S235JR, S355J2, paslanmaz; bkz. St37 ve St52 yazısı), kalınlık, adet ve parçanın boyanacağı mı kaynaklanacağı mı.

Parçaların toplam ağırlığını önceden görmek için sac ağırlık hesaplayıcıyı kullanabilirsiniz.

Malzemeye göre seçim

• Karbon çelik (S235, S355 vb.): Üç yöntemle de kesilir; kalınlık ve kenar beklentisi belirler.
• Paslanmaz çelik: Lazer ve plazma. Oksijen kesim çalışmaz. Lazerde azotla kesilirse kenar oksitsiz ve parlak olur; kaynak ve görünen yüzeyde bu tercih edilir.
• Alüminyum: Lazer ve plazma. Yansıttığı için eski lazerlerde sorun çıkardı, fiber lazerle rahatladı.
• Bakır ve pirinç: Fiber lazer ve plazma; yansıtıcı oldukları için parametre ayarı hassastır.
• Aşınma çelikleri: Yöntemi malzemenin kılavuzuna göre seçin; özellikle kalın kesitte ısı girdisi sertliği düşürebilir.
• Galvanizli sac: Kesim kenarında çinko yanar, kenar korumasız kalır. Nemli ortamda kenarı boyayın ya da soğuk galvaniz sürün.

Sık yapılan hatalar

• Her kalınlığı lazerle kestirmeye çalışmak, ya da kalın levhayı plazmayla kestirip dik kenar beklemek.
• İnce sacı oksijenle kestirip çarpılmaya şaşırmak.
• Paslanmaz çeliğin oksijenle kesileceğini sanmak.
• Plazma kesilmiş kenarı hazırlamadan kaynaklamak.
• Dosyada ölçü yazısı, çift çizgi ya da açık kontur bırakmak.
• Malzemeyi yazmamak: aynı kalınlıkta paslanmaz, alüminyum ve karbon çelik farklı ayar ister.

Kesime çizim göndereceksiniz, plazma ve oksijen kesim için DXF dosyası hazırlama rehberine bakın.

Plazma ve oksijen kesimimiz

CNC plazma kesim ve CNC oksijen kesim yapıyoruz. Parçanızı ölçüye getirmek isterseniz CNC plazma kesim ve CNC oksijen kesim sayfalarımıza bakabilirsiniz. Kalın parçalarda kalın levha sac ile ölçüye kesimi birlikte alabilirsiniz. Kalınlığın ve yöntemin uyup uymadığını her işte ayrıca konuşuruz.

Çiziminizi (DXF), malzeme cinsini, kalınlığı ve adedi bize iletin; plazmanın mı oksijenin mi işinize uyduğuna birlikte bakalım ve size özel teklif hazırlayalım.