316L paslanmaz çelik malzemesinin plazma ark yöntemi ile kesilmesi ve kesme kalitesinin iyileştirilmesi

Abstract

Bu çalışmada, 316L paslanmaz çeliklerin plazma ark yöntemiyle kesiminde akım, gerilim ve kesme hızı gibi parametrelerin kesim kalitesine etkisi detaylı şekilde incelenmiştir. Kesim kalitesi; yüzey pürüzlülüğü, kerf genişlikleri, kerf açısı, ısı tesiri altındaki bölge ve malzeme kaldırma oranı gibi kriterlerle değerlendirilmiştir. SWARA yöntemiyle belirlenen kriter ağırlıkları, CoCoSo, MABAC ve GİA gibi Çok Kriterli Karar Verme (ÇKKV) yöntemleriyle entegre edilerek hibrit yaklaşımlar oluşturulmuş ve kesim kalitesini iyileştirmek amacıyla karşılaştırılmıştır. Deney sonuçlarına göre, akım, gerilim ve kesme hızı arttıkça yüzey kalitesi azalmıştır. Kesme hızı arttıkça, akım ve gerilim azaldıkça kerf genişliği ve ısı tesiri altında kalan bölge azalmıştır. En düşük kerf açısı en yüksek kesme hızı ve akım ile en düşük gerilimde elde edilmiştir. En yüksek malzeme kaldırma oranı ise kesme parametrelerinin en yüksek seviyelerinde elde edilmiştir. Hibrit SWARA-CoCoSo, SWARA-MABAC ve SWARA-GİA yöntemlerinin tümünde en iyi deney koşulunu 3 numaralı deneyin (Akım: 130 A, Gerilim: 141 V ve Kesme Hızı: 1900 mm/dk) sağladığı hesaplanmıştır. Son olarak, Spearman'ın sıra korelasyon katsayı analizi ile üç farklı hibrit ÇKKV yaklaşımının arasındaki sıralama ilişkileri incelenmiş olup birbirleri ile uyumu %95'in üzerinde olduğu belirlenmiştir.In this study, the effects of cutting parameters such as current, voltage, and cutting speed on the cutting quality of 316L stainless steel using the plasma arc method were thoroughly investigated. Cutting quality was evaluated based on criteria such as surface roughness, kerf widths (top and bottom), kerf angle, heat-affected zone, and material removal rate. The criterion weights were determined using the SWARA method and integrated with CoCoSo, MABAC, and GRA multi-criteria decision-making (MCDM) methods to form hybrid approaches, which were compared to improve cutting quality. According to the experimental results, as current, voltage, and cutting speed increased, surface quality deteriorated. Higher cutting speeds and lower current and arc voltage led to reductions in kerf width and the heat-affected zone. The lowest kerf angle was achieved at the highest cutting speed and current, with the lowest voltage. The highest material removal rate was obtained at the maximum levels of cutting parameters. All three hybrid methods (i.e., SWARA-CoCoSo, SWARA-MABAC, and SWARA-GRA) identified the third experiment (130 A current, 141 V voltage, and 1900 mm/min cutting speed) as the optimal condition. Finally, Spearman's rank correlation coefficient analysis showed over 95% agreement among the ranking results of the three hybrid MCDM approaches.