Yığıntı talaş (BUE)

Yığıntı talaş (İngilizce built-up edge, BUE), Türkçe bir çalışmanın tanımıyla takımın talaş yüzeyine yapışan iş malzemesidir: “yığıntı talaş (YT) olarak bilinir ve bu oluşum çoğunlukla sünek malzemelerin işlenmesinde oluşmaktadır” (Sekmen, Günay ve Şeker). İTÜ’nün Groover’a dayanan ders sunusu aynı şeye yığma kenar der; Sandvik Coromant’ın Türkçe broşürü talaş yığılması (BUE) yazar. Mitsubishi Materials’a göre yığıntı, kesici kenarın üstüne yapışan pekleşmiş (work-hardened) bir malzeme parçasıdır; kenardan dışarı taşar ve iş parçasını kendisi keser. Manufacturing Engineering Technology ders kitabının sunusu onu takım ucuna biriken iş malzemesi katmanları olarak anlatır ve kendi başına bir talaş türü sayar; talaş tipleri sayfası da öyle.

Nasıl oluşur

Isı, basınç ve sürtünme iş malzemesini takıma kaynatır. Harvey Performance’a göre talaş yüksek ısı, basınç ve sürtünme yüzünden takıma yapışır; Sekmen, Günay ve Şeker yığıntı talaş ve yığıntı katmanının nedenini “özellikle kesme hızına bağlı olarak talaş kaldırma esnasında kesici takımdaki sıcaklık ve aşırı basınçtır” diye verir. Mitsubishi takım kalitesi ile iş malzemesi arasındaki yüksek yakınlığı (affinity) da sayar. Yığıntı yerinde durmaz: İTÜ sunusuna göre “Yığma kenarı oluşur ve belirli aralıklarda kopar”; Türkçe çalışmaya göre de yüksek kesme kuvvetleriyle takım yüzeyinden koparak uzaklaşır ve talaş kaldırma sürdükçe takım üst yüzeyinde yeniden birikmeye başlayabilir; Stephenson ve Agapiou’ya göre de belirli aralıklarla kopar ve yeniden oluşur. Kopan parçacıklar yeni yüzeyde kalabilir: Groover’ın şeklindeki etiket “Yeni yüzey üzerinde yığma kenar parçacıkları” der (İTÜ sunusu); PMPA’ya göre de takımdan koparken iş parçasına kaynayabilir.

Kesme hızı

—

düşükyüksek

Ne zaman oluşur

• Yapışkan, sünek malzemeler. ISCAR düşük karbonlu çelik, paslanmaz çelikler ve alüminyum gibi çok yapışkan malzemelerin işlenmesini sayar; Machining Doctor düşük karbonlu çeliği, östenitik paslanmaz çeliği ve alüminyumu anar. Sandvik Coromant’ın Türkçe broşürü “düşük karbonlu çelikler, alüminyum ve duplex paslanmaz çelikler gibi sıvanma eğilimi gösteren malzemeler” der. PMPA pekleşen (work-hardening) alaşımları ekler ve kükürtlü (otomat; resulfurized) çeliklerde yığıntının genellikle kararlı olduğunu, çünkü mangan sülfürlerin kaynamayı önleyici özellikleri bulunduğunu yazar.
• Fazla soğuk bir kesme bölgesi. Mitsubishi’nin nedeni iş malzemesinin yeniden kristalleşme sıcaklığının altındaki düşük kesme sıcaklıklarıdır; ISCAR’ınki kesme bölgesi sıcaklığının fazla düşük olması. İTÜ sunusu yığma kenarı “Düşük-orta kesme hızları” ile ilişkilendirir. Bu sayfa için okunan hiçbir kaynak buna m/dak ya da °C olarak bir sayı vermez. Her kaynak aynı yönü göstermez: PMPA HSS takımlarda hızın düşürülmesini önerir; Sandvik Coromant broşürü duplex paslanmazda kök nedenin çok düşük veya çok yüksek işleme sıcaklıkları olduğunu yazar; Türkçe tornalama deneylerinde ise AA7075’te 600 m/dak’da 400 m/dak’dakinden daha az yığıntı oluşmuş, AA2011’de belirgin bir değişim görülmemiştir.
• Negatif geometri. ISCAR negatif kesme geometrisini neden olarak anar; Türkçe deneylerde −5°, 0° ve 5°’lik talaş açıları 10°–20°’ye göre daha çok yığıntı vermiştir ve yazarlar “pozitif yönde talaş açının artması ile YT oluşumunun azaldığını” yazar; 10°–20°’de yapışma daha çok ince bir katman (YK) biçimindedir. Açıların kendisi talaş, boşluk ve kama açıları sayfasındadır.

Ne yapar

• Yüzey kalitesi. Ders kitabı sunusuna göre yüzey kalitesini en çok etkileyen yığıntıdır. IATS’09’daki Türkçe çalışma “En kötü yüzey yığma kenar oluşumu nedeniyle (2) no’lu bölgede görülmüştür.” der. Türkçe alüminyum deneylerinde talaş açısı −5°…5°’ten 10°…20°’ye çıktığında Ra ortalama yaklaşık %12 (AA2011) ve %16 (AA7075) düşmüş; yazarlar bunu yığıntının azalmasına bağlar.
• Ölçü. Mitsubishi’ye göre genellikle daha büyük bir kesme derinliğine ve dolayısıyla ölçü hatasına yol açar; Harvey’e göre talaş yüzeyine ya da yan yüzeye kaynamış malzeme takım yüksekliğini (merkez yüksekliği; centerline distance) ve kesici kenarın geometrisini değiştirir; PMPA ölçü kontrolünde istatistiksel yeterliliğin kaybından söz eder.
• Takım. Koparken takım malzemesinden de koparabilir ve kesici kenarda bir çukur bırakır (Machining Doctor); Sekmen, Günay ve Şeker kesici kenardan küçük parçaların kırılıp uzaklaşabileceğini, Mitsubishi kenarda ufalanmayı yazar. 2004 tarihli bir çalışma, yığıntının takım aşınmasını artırdığından yola çıkarak orta ve yüksek dayanımlı çeliklerin düşük kesme hızında tornalanmasını incelemiş; kaplamasız karbür takımlarda aşınmanın arttığını ve takımların erken kırıldığını gözlemiştir.
• Her zaman zararlı değil. PMPA ince ve kararlı bir yığıntının daha az aşınma, daha düşük güç ve daha iyi yüzey verebileceğini, Mitsubishi de yığıntı oluşturan talaş kaynamasının (chip welding) takım aşınmasını geciktirebileceğini yazar; öteki kaynakların çoğu onu hasar olarak görür (MIT sunusu yararlı olabileceğini sorar, yanıt vermez).

Harvey’in tanıma yolu: takımın talaş yüzeyinde ya da yan yüzeyinde, büyüteç olmadan da görülebilen malzeme. Türkçe çalışma, talaş yüzeyine geniş bir alanda kaynayan ince katmanı ayrıca yığıntı katmanı (YK, built-up layer) diye adlandırır.

Çareler

Üreticilerin önerdikleri ve ayrıştıkları noktalar:

ISCAR kesme sıvısındaki yağ oranının kontrol edilmesini, Harvey de konsantrasyonun artırılmasını ister; bunun nasıl ölçüldüğü kesme sıvısı konsantrasyonu sayfasında, kesme hızının çubuk merkezine doğru neden düştüğü kesme ve kanal açma sayfasındadır.