Analysis of the heat affected zone in plasma jet cutting process of the aluminium alloy EN AW 5083

Peko, Ivan; Ljumović, Petar; Nedić, Bogdan; Dunđer, Marko

doi:10.5937/zasmat1902174p

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“…Aluminium is very sensitive to heat input and application of thermal manufacturing technologies such as plasma jet cutting. Due to that, in previous experimental works authors conducted investigation of the influence of variable process parameters on the heat affected zone and material structure [ 29 ]. Based on the obtained results, it was concluded that significant structural changes in the heat affected zone did not occur.…”

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

“…Significant structural changes are expected to occur during plasma jet cutting and especially welding process of the heat treatable alloys. In the heat-affected zone of these alloys, heat treatment effects would be undone, for the reason of the intermetallic compound precipitates grain size going larger, which would eventually lead to hardness and material strength values decrease [ 29 ]. Workpiece sheet thickness is 3 mm.…”

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

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Modeling and Optimization of Cut Quality Responses in Plasma Jet Cutting of Aluminium Alloy EN AW-5083

et al. 2021

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The plasma jet cutting process has a high potential for the machining of aluminium and its alloys. Aluminium is well known as a highly thermally conductive and sensitive material, and because of that there exist uncertainties in defining process parameters values that lead to the best possible cut quality characteristics. Due to that, comprehensive analysis of process responses as well as defining optimal cutting conditions is necessary. In this study, the effects of three main process parameters—cutting speed, arc current, and cutting height—on the cut quality responses: top kerf width, bevel angle, surface roughness Ra, Rz, and material removal rate were analyzed. Experimentations were conducted on aluminium EN AW-5083. In order to model relations between input parameters and process responses and to conduct their optimization, a novel hybrid approach of response surface methodology (RSM) combined with desirability analysis was presented. Prediction accuracy of developed responses regression models was proved by comparison between experimental and predicted data. Significance of process parameters and their interactions was checked by analysis of variance (ANOVA). Desirability analysis was found as an effective way to conduct multi-response optimization and to define optimal cutting area. Due to its simplicity, the novel presented approach was demonstrated as a useful tool to predict and optimize cut quality responses in plasma jet cutting process of aluminium alloy.

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Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

Modeling and Optimization of Cut Quality Responses in Plasma Jet Cutting of Aluminium Alloy EN AW-5083

et al. 2021

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“…En un estudio realizado anteriormente acerca de las propiedades de la superficie del acero después de ser sometida a un proceso de corte, se establece que: en el corte de metal, la profundidad de corte, la velocidad de avance y la velocidad de corte son los principales parámetros de control [8]. Hay una estrecha relación entre el material cortado, la herramienta de corte y las fuerzas de corte y calidad de la superficie cortada [9], [10], [11], [12], [13], [14], [15], [16], [17]. Así mismo, existen muchos estudios sobre esta relación entre los parámetros de corte y la calidad del producto final [14], [15], [16], y en la gran mayoría se llega a la misma conclusión, así como lo afirman Muñoz y Cassier [7], en su estudio realizado en 1998 el cual se centran en la influencia de la velocidad de corte sobre el acabado de la superficie afirman lo siguiente: "las variables tales como la velocidad de avance, el radio de corte y la velocidad de corte pueden proporcionar un control de la calidad y el acabado de la superficie en un proceso de mecanizado determinado".…”

Section: Introductionunclassified

“…El acero ASTM A-36 es un acero de bajo carbono, es ampliamente utilizado en la fabricación de estructuras, puentes viales e infraestructura petrolera [10]. El material será sometido a procesos de corte convencionales (fresado, sierra, oxicorte) y algunos procesos no convencionales (rayo láser, rayo de plasma) [11], [12], [13]. Se analizarán las propiedades de la superficie cortada tales como rugosidad, dureza y microestructura, para cuantificar los cambios que se presentan en el material dependiendo del método de corte usado.…”

Section: Introductionunclassified

Integridad superficial en superficies cortadas por distintos métodos de corte

Coba-Salcedo,

Sorzano-Jimenez,

Peralta-Hernández

2024

Rev UIS ing

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Al momento de seleccionar materiales se deben tomar diferentes decisiones para elegir el material adecuado según la aplicación, las propiedades del material determinan su uso final, en este contexto cuando se selecciona un material se debe considerar los diferentes procesos a los que será sometido antes de llegar a su aplicación final, porque estos procesos pueden provocar transformaciones en las diferentes propiedades. En el caso de los aceros se debe tener en cuenta si el elemento será sometido a algún tratamiento térmico, o el método con el que será cortado, ya que hay evidencia que este influye en las propiedades superficiales y microestructura del material. Este artículo describe el estudio que se realizó para analizar la dureza, la rugosidad y la microestructura del canal de corte en un acero ASTM-A36, en estado de suministro para tomar estos valores como referencia para los procedimientos posteriores. Se plantea cortar el material con métodos de corte usados convencionalmente en la industria metalmecánica y de la construcción, y también se cortan con otros procesos no convencionales usados en menor proporción en la industria. Se realizan cortes similares para mantener la homogeneidad de la prueba y analizar las caras del corte en cada probeta de manera similar. Se realizan los cortes a las probetas con los métodos de corte convencionales (fresadora, oxicorte y tronzadora) y los no convencionales (hilo por electroerosión y plasma), manteniendo en lo posible parámetros de corte y de trabajo similares. Posteriormente se analiza la superficie cortada –canal de corte- de cada una de las probetas midiendo dureza, rugosidad y tomando imagen microscópica de su microestructura. Estos ensayos permiten cuantificar los cambios que se presentan en el material dependiendo del método de corte usado y definir según cada método que tanto puede afectar la aplicación final del material. Al obtener los resultados se realizan graficas comparativas entre todos los métodos usados y se establecen las diferencias encontradas entre ellos. A partir de estos resultados y comparaciones se generan las conclusiones del estudio.

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“…Verified model was used to generate 2D and 3D plots that show effects of process parameters on kerf width values and to define cutting areas that result with minimal kerf widths. Peko et al [12] conducted research of the heat affected zone occurred in material during plasma jet cutting process. Heat affected zone analysis was done by measuring hardness changes on the material cross sections and by microscopic observations of the material structure.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

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2020

J. Prod. Eng.

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This paper presents Taguchi optimization of bevel angle in plasma jet cutting process of aluminium alloy EN AW 5083. Experimentations for this paper were carried out on the basis of standard L 27 Taguchi's orthogonal array in which three plasma jet cutting parameters such as cutting speed, arc current and cutting height were arranged at three levels. From the analysis of means, analysis of variance and two-way interactions plot, significant plasma jet cutting process parameters and optimal combination of their levels that lead to minimal bevel angle were identified. The results showed that all three process parameters significantly affect bevel angle response. The predicted response at optimal plasma jet cutting conditions has a good fit with result of bevel angle from observed experiment.

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Analysis of the heat affected zone in plasma jet cutting process of the aluminium alloy EN AW 5083

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Modeling and Optimization of Cut Quality Responses in Plasma Jet Cutting of Aluminium Alloy EN AW-5083

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Integridad superficial en superficies cortadas por distintos métodos de corte

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